JP7292302B2 - actuator - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータに関する。 The present invention relates to actuators.

中空のシャフトをワークに押し付けた状態でシャフト内を負圧にすることで、ワークをシャフトに吸い付けて、ワークをピックアップすることができる。ここで、ワークをシャフトに吸い付けるときに、ワークとシャフトとの間に隙間があると、ワークがシャフトに勢いよく衝突してワークが破損する虞や、ワークを吸い付けることができない虞がある。一方、ワークを押し付ける力が大きすぎると、ワークが破損する虞がある。したがって、シャフトをワークに適切な荷重で押し付けることが望まれている。また、シャフトがワークに接する際にシャフトの速度が高いと、シャフトがワークに衝突したときの衝撃によってワークが破損する虞があるため、この衝撃を緩和することが望まれている。従来では、シャフト本体の先端にばね等の緩衝部材を介して吸着部材を設けている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、吸着部材がワークに接した際に、ばねが縮むことで衝撃を緩和している。その後、さらにシャフトがワークに向かって移動したときには、ばね定数に応じた荷重でワークを押し付けている。 By creating a negative pressure in the shaft while the hollow shaft is pressed against the work, the work can be sucked to the shaft and picked up. Here, when the work is sucked onto the shaft, if there is a gap between the work and the shaft, there is a risk that the work will collide with the shaft with force and damage the work, or that the work cannot be sucked. . On the other hand, if the force for pressing the work is too large, the work may be damaged. Therefore, it is desired to press the shaft against the work with an appropriate load. Moreover, if the speed of the shaft is high when the shaft contacts the work, the work may be damaged by the impact when the shaft collides with the work. Therefore, it is desired to mitigate this impact. Conventionally, a suction member is provided at the tip of the shaft body via a cushioning member such as a spring (see, for example, Patent Document 1). That is, when the attracting member comes into contact with the workpiece, the spring contracts to reduce the impact. After that, when the shaft moves further toward the work, it presses the work with a load corresponding to the spring constant.

特開２００９－１６４３４７号公報JP 2009-164347 A

ワークに加える適切な荷重はワークの種類によって異なる場合があるが、上記のような緩衝部材を設ける場合には、ワークに加わる荷重はばね定数によって決まるため、ワークに加わる荷重をワークに応じて変更することは困難であった。ここで、シャフト及びワークに加わる荷重を力センサを用いて検出し、この検出値に基づいてシャフトを駆動するモータの制御を行うことが考えられる。この力センサからの出力は微小であるため、力センサからの出力をアンプによって増幅することが行われている。しかし、このアンプからの出力は、商用電源からのノイズの影響を受け易い。ノイズの影響を小さくするためにフィルタを用いることが考えられるが、アンプからの出力をフィルタで処理すると、位相遅れが発生する。すなわち、フィルタからの出力に基づいてワーク及びシャフトに加わる荷重を検出すると、実際の荷重の変化よりも遅れて検出値が変化する。シャフトがワークに向かって高速で移動しているときに、フィルタからの出力に位相遅れが生じると、シャフトを停止させるタイミングが遅れて、ワークに必要以上の荷重が加わる虞がある。 Appropriate load to be applied to the work may differ depending on the type of work, but when the above buffer member is provided, the load applied to the work is determined by the spring constant, so the load to be applied to the work can be changed according to the work. was difficult to do. Here, it is conceivable to detect the load applied to the shaft and the work using a force sensor, and to control the motor that drives the shaft based on the detected value. Since the output from this force sensor is minute, the output from the force sensor is amplified by an amplifier. However, the output from this amplifier is susceptible to noise from the commercial power supply. It is conceivable to use a filter to reduce the influence of noise, but when the output from the amplifier is processed by the filter, a phase delay occurs. That is, when the load applied to the workpiece and the shaft is detected based on the output from the filter, the detected value changes with a delay from the actual load change. If there is a phase delay in the output from the filter while the shaft is moving toward the work at high speed, the timing of stopping the shaft may be delayed, and an excessive load may be applied to the work.

本発明は、上記したような種々の実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、アクチュエータにおいて、シャフト及びワークに必要以上の荷重が加わることを抑制することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the various circumstances described above, and an object of the present invention is to prevent an excessive load from being applied to a shaft and a work in an actuator.

本発明の態様の一つは、シャフトと、固定子及び可動子を有する直動モータであって、前記直動モータの前記固定子に対して前記可動子が前記シャフトの中心軸と平行に移動することにより、前記シャフトを前記中心軸の方向に移動させる直動モータと、前記直動モータの前記可動子と前記シャフトとを接続する部材の少なくとも一部である接続部材と、前記接続部材に設けられ前記接続部材に加わる力に応じた出力をする力センサと、前記力センサの出力を増幅させるアンプと、前記アンプからの出力に含まれる周波数の成分のうち、遮断周波数より高い周波数の成分を低減させるローパスフィルタと、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、前記アンプからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出し、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触した後は、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出する制御装置と、を備える、アクチュエータである。 One aspect of the present invention is a linear motion motor having a shaft, a stator, and a mover, wherein the mover moves parallel to the central axis of the shaft with respect to the stator of the linear motion motor. By doing so, a linear motion motor that moves the shaft in the direction of the central axis, a connection member that is at least a part of a member that connects the mover of the linear motion motor and the shaft, and the connection member A force sensor that is provided and outputs according to the force applied to the connecting member, an amplifier that amplifies the output of the force sensor, and among frequency components contained in the output from the amplifier, frequency components higher than a cutoff frequency and a load applied to the shaft based on the output from the amplifier until the shaft or a member associated with the shaft contacts another member, and detects the load applied to the shaft or the member associated with the shaft. and a control device that detects the load applied to the shaft based on the output from the low-pass filter after the member to contact the other member.

また、本発明の態様の一つは、シャフトと、固定子及び可動子を有する直動モータであって、前記直動モータの前記固定子に対して前記可動子が前記シャフトの中心軸と平行に移動することにより、前記シャフトを前記中心軸の方向に移動させる直動モータと、前記直動モータの前記可動子と前記シャフトとを接続する部材の少なくとも一部である接続部材と、前記接続部材に設けられ前記接続部材に加わる力に応じた出力をする力センサと、前記力センサの出力を増幅させるアンプと、前記アンプからの出力に含まれる周波数の成分のうち、遮断周波数より高い周波数の成分を低減させるローパスフィルタと、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、接触した後よりも、前記遮断周波数を高くして、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出する制御装置と、を備える、アクチュエータである。 Another aspect of the present invention is a linear motion motor having a shaft, a stator, and a mover, wherein the mover is parallel to the central axis of the shaft with respect to the stator of the linear motion motor. a linear motion motor that moves the shaft in the direction of the central axis by moving to a direction of the central axis; a connection member that is at least a part of a member that connects the mover of the linear motion motor and the shaft; A force sensor provided on a member that outputs according to the force applied to the connection member, an amplifier that amplifies the output of the force sensor, and a frequency higher than a cutoff frequency among frequency components included in the output from the amplifier. and a low-pass filter for reducing the component of the shaft or a member attached to the shaft, until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, making the cut-off frequency higher than after contact, based on the output from the low-pass filter and a control device for detecting the load applied to the shaft.

本発明によれば、アクチュエータにおいて、シャフト及びワークに必要以上の荷重が加わることを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in an actuator, it can suppress that the load more than necessary is added to a shaft and a workpiece|work.

実施形態に係るアクチュエータの外観図である。1 is an external view of an actuator according to an embodiment; FIG. 実施形態に係るアクチュエータの内部構造を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an internal structure of an actuator according to an embodiment; FIG. 実施形態に係るひずみゲージとコントローラとの関係を示したブロック図である。4 is a block diagram showing the relationship between strain gauges and a controller according to the embodiment; FIG. 実施形態に係るシャフトハウジングとシャフトの先端部との概略構成を示した断面図である。3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a shaft housing and a tip portion of a shaft according to the embodiment; FIG. 第１実施形態に係るピックアップ処理のフローを示したフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of pick-up processing according to the first embodiment; 第１実施形態に係るプレイス処理のフローを示したフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of place processing according to the first embodiment; 第２実施形態に係るピックアップ処理のフローを示したフローチャートである。9 is a flow chart showing the flow of pick-up processing according to the second embodiment; 第２実施形態に係るプレイス処理のフローを示したフローチャートである。9 is a flow chart showing the flow of place processing according to the second embodiment;

本発明の態様の一つであるアクチュエータでは、直動モータによって、シャフトが可動子の移動方向に移動する。直動モータの可動子の移動方向は、シャフトの中心軸方向と平行であるため、直動モータの駆動により、シャフトが中心軸方向に移動する。直動モータは例えばリニアモータである。接続部材は、可動子とシャフトとを接続する部材であり、複数の部材からなっていてもよい。また、直動モータの可動子と接続部材とが一体になっていてもよい。シャフトは、回転可能に支持されていてもよい。 In the actuator, which is one aspect of the present invention, the linear motor moves the shaft in the movement direction of the mover. Since the moving direction of the mover of the linear motion motor is parallel to the direction of the central axis of the shaft, the shaft moves in the direction of the central axis by driving the linear motion motor. A direct-acting motor is, for example, a linear motor. The connection member is a member that connects the mover and the shaft, and may consist of a plurality of members. Also, the mover of the direct-acting motor and the connecting member may be integrated. The shaft may be rotatably supported.

ワークのピックアップ時またはプレイス時には、直動モータの駆動によりシャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触すると、シャフトに荷重が加わる。すなわち、接続部材の一端側（直動モータ側）には、シャフトを下降させる方向の力が作用し、接続部材の他端側（シャフト側）には、シャフトを上昇させる方向の力が作用するため、接続部材に力が加わる。この力は、シャフトとワークとの間に発生する荷重と相関関係がある。したがって、この力を力センサで検出することにより、シャフト及びワークに加わる荷重を検出することができる。力センサは、例えば、ひずみゲージを利用したセンサであってもよく、圧電式のセンサであってもよい。例えば、接続部材に力が加わることにより、接続部材にひずみが生じる。このひずみは、シャフトとワークとの間に発生する荷重と相関関係がある。したがって、このひずみをひずみゲージで検出することにより、シャフト及びワークに加わる荷重を検出することができる。このようにして検出される荷重に基づいて、直動モータを制御することにより、ピックアップ時またはプレイス時においてワークに適切な荷重を加えることができる。なお、シャフトに付随する部材とは、例えば、シャフトの先端に設けられるアダプタ又はシャフトに吸い付けられたワークである。また、他の部材とは、例えば、シャフトに対してはワークであり、ワークに対してはワークが配置される部材である。 When a workpiece is picked up or placed, a load is applied to the shaft when the shaft or a member attached to the shaft contacts another member due to the driving of the linear motion motor. That is, a force in the direction of lowering the shaft acts on one end side (linear motor side) of the connection member, and a force in the direction of raising the shaft acts on the other end side (shaft side) of the connection member. Therefore, force is applied to the connecting member. This force correlates with the load generated between the shaft and the work. Therefore, by detecting this force with a force sensor, the load applied to the shaft and work can be detected. The force sensor may be, for example, a sensor using a strain gauge or a piezoelectric sensor. For example, strain is generated in the connecting member by applying a force to the connecting member. This strain has a correlation with the load generated between the shaft and the work. Therefore, by detecting this strain with a strain gauge, the load applied to the shaft and work can be detected. By controlling the direct-acting motor based on the load detected in this manner, an appropriate load can be applied to the workpiece during pick-up or placement. The member attached to the shaft is, for example, an adapter provided at the tip of the shaft or a work sucked to the shaft. Further, the other member is, for example, a work for the shaft and a member on which the work is arranged for the work.

力センサの出力を増幅させるためにアンプを用いると、増幅後の力センサの出力（アンプからの出力）には、アンプに電力を供給する商用電源の周波数に応じたノイズが含まれることがある。このノイズは、ローパスフィルタによって低減することができる。しかし、アンプからの出力をローパスフィルタで処理すると、位相遅れが生じる。すなわち、アンプからの出力の変化に対して、ローパスフィルタからの出力の変化が遅れる。ここで、直動モータによりシャフトが下降しているときに、ローパスフィルタで処理した力センサの出力（ローパスフィルタからの出力）に位相遅れがあると、例えば、ワークのピックアップ時にシャフトがワークに接触した後のシャフトの停止が遅れて、ワークに必要以上の荷重が加わる虞がある。 When an amplifier is used to amplify the force sensor output, the amplified force sensor output (output from the amplifier) may contain noise depending on the frequency of the commercial power supply that supplies power to the amplifier. . This noise can be reduced by a low pass filter. However, processing the output from the amplifier with a low-pass filter causes a phase lag. That is, the change in output from the low-pass filter is delayed with respect to the change in output from the amplifier. Here, if there is a phase delay in the output of the force sensor processed by the low-pass filter (output from the low-pass filter) while the shaft is being lowered by the direct-acting motor, for example, the shaft may come in contact with the workpiece when picking up the workpiece. There is a possibility that a load more than necessary is applied to the work due to a delay in stopping the shaft after the operation.

そのため、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、アンプからの出力に基づいてシャフトに加わる荷重を検出し、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触した後は、ローパスフィルタからの出力に基づいてシャフトに加わる荷重を検出する。 Therefore, until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the load applied to the shaft is detected based on the output from the amplifier, and after the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, , detects the load on the shaft based on the output from the low-pass filter.

すなわち、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、ローパスフィルタからの出力を用いずに、アンプからの出力を用いてシャフトに加わる荷重を検出している。このようにして、ローパスフィルタに起因する位相遅れのない出力を用いて荷重を検出する。ここで、タクトタイムを短縮するためには、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでのシャフトの速度が高いほうがよい。このときに、仮に、ローパスフィルタからの出力に基づいて荷重を検出すると、応答遅れが原因となってワークに必要以上の荷重が加わる虞がある。一方、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、アンプからの出力に基づいてシャフトに加わる荷重を検出することで、位相遅れがない状態でワークに加わる荷重を検出することができる。したがって、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触した場合には、それを速やかに検出してシャフトを停止させることができる。これにより、ワークの破損を抑制できる。このときには、アンプからの出力に商用電源の周波数に応じたノイズが含まれるが、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触したことを検出することができればよいため、ノイズが含まれていたとしても影響は小さい。 That is, the load applied to the shaft is detected using the output from the amplifier without using the output from the low-pass filter until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member. In this way, the load is detected using the output without the phase delay caused by the low-pass filter. Here, in order to shorten the tact time, it is better that the speed of the shaft until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member is high. At this time, if the load is detected based on the output from the low-pass filter, there is a risk that a response delay will cause an excessive load to be applied to the workpiece. On the other hand, by detecting the load applied to the shaft based on the output from the amplifier until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the load applied to the work can be detected without a phase delay. can be done. Therefore, when the shaft or a member attached to the shaft comes into contact with another member, it can be quickly detected and the shaft can be stopped. Thereby, damage to the work can be suppressed. At this time, the output from the amplifier contains noise corresponding to the frequency of the commercial power supply. Even so, the impact is small.

一方、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触した後は、ローパスフィルタからの出力に基づいてシャフトに加わる荷重を検出することにより、荷重をより正確に検出することができる。このときには、例えばシャフトに加わる荷重が一定になるように直動モータを制御する。この場合、シャフトの移動速度を高くする必要はないため、ローパスフィルタからの出力に位相遅れがあったとしても、その影響は小さい。そのため、ワークに必要以上の荷重が加わることを抑制できる。 On the other hand, after the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the load can be detected more accurately by detecting the load applied to the shaft based on the output from the low-pass filter. At this time, the direct-acting motor is controlled, for example, so that the load applied to the shaft is constant. In this case, since it is not necessary to increase the moving speed of the shaft, even if there is a phase delay in the output from the low-pass filter, its effect is small. Therefore, it is possible to suppress the application of an excessive load to the work.

また、本発明の態様の一つであるアクチュエータでは、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、接触した後よりも、前記遮断周波数を高くして、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出する。このようにすることで、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、位相遅れが比較的小さい状態で荷重を検出することができる。すなわち、シャフトがワークに接触したことをより速やかに検出することができる。一方、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触した後は、遮断周波数を低くすることで、ノイズの影響が小さくなるため、荷重をより正確に検出することができる。このときには、位相遅れが大きくなるものの、シャフトの移動速度を高くする必要はないため、その影響は小さい。したがって、ワークに必要以上の荷重が加わることを抑制できる。 Further, in the actuator according to one aspect of the present invention, until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the cutoff frequency is set higher than that after contact, and the low-pass filter detects the load applied to the shaft based on the output from. By doing so, the load can be detected with a relatively small phase delay until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member. That is, contact of the shaft with the work can be detected more quickly. On the other hand, after the shaft or a member attached to the shaft comes into contact with another member, lowering the cut-off frequency reduces the influence of noise, so that the load can be detected more accurately. At this time, although the phase delay increases, the effect is small because it is not necessary to increase the moving speed of the shaft. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the work.

また、前記制御装置は、検出した前記荷重が閾値以上の場合に、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触したと判定してもよい。なお、前記制御装置は、検出した前記荷重が前記閾値以上の場合に前記直動モータを停止させてもよい。閾値は、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触したと判定し得る荷重である。例えば、電源の周波数に起因するノイズの影響により荷重の検出値が増加し得る範囲の上限値よりも、さらに大きな荷重を閾値として設定する。閾値は、ワークの種類に応じて変更することもできる。このように閾値を設定することにより、例えノイズの影響があったとしても、シャフト又はシャフトに付随する部材が他の部材に接触したことを速やかに検出することができる。 Further, the control device may determine that the shaft or a member attached to the shaft has contacted the other member when the detected load is equal to or greater than a threshold. The control device may stop the linear motion motor when the detected load is equal to or greater than the threshold value. The threshold is a load at which it can be determined that the shaft or a member attached to the shaft has come into contact with another member. For example, the threshold value is set to a load that is greater than the upper limit of the range in which the detected load value can increase due to noise caused by the frequency of the power supply. The threshold can also be changed according to the type of work. By setting the threshold value in this way, it is possible to quickly detect that the shaft or a member attached to the shaft has come into contact with another member even if there is an influence of noise.

また、前記制御装置は、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触した後は、検出した前記荷重が所定の荷重に近付くように前記直動モータをフィードバック制御してもよい。このフィードバック制御は、位相遅れがあるもののノイズの影響が小さい状態のローパスフィルタの出力に基づいて実施される。所定の荷重は、例えば、ワークのピックアップ時において、ワークの破損を抑制しつつワークをより確実にピックアップすることが可能な荷重、または、ワークのプレイス時において、ワークの破損を抑制し且つワークに必要とされる荷重である。このときにはシャフトの速度を高くする必要がないため、位相遅れがあるローパスフィルタの出力を用いて荷重を検出しても、位相遅れの影響が小さい。そして、ワーク及びシャフトに加わる荷重をより正確に検出することができるため、シャフト及びワークに適切な荷重を加えることができる。 Further, the control device may feedback-control the linear motion motor so that the detected load approaches a predetermined load after the shaft or a member attached to the shaft contacts the other member. . This feedback control is performed based on the output of the low-pass filter in a state in which the influence of noise is small although there is a phase delay. The predetermined load is, for example, a load that can more reliably pick up the work while suppressing damage to the work when picking up the work, or a load that suppresses damage to the work and prevents the work from being damaged when placing the work. is the required load. Since there is no need to increase the speed of the shaft at this time, even if the load is detected using the output of a low-pass filter with a phase delay, the effect of the phase delay is small. Further, since the load applied to the work and the shaft can be detected more accurately, an appropriate load can be applied to the shaft and the work.

また、前記シャフトは、その先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有し、前記アクチュエータは、前記中空部に負圧を供給する供給部をさらに備え、前記制御装置は、ピックアップ時において、前記フィードバック制御の実施中に、前記供給部から前記中空部に負圧を供給させてもよい。このように、適切な荷重がワークに加わった後に中空部に負圧を供給することにより、ワークがシャフトに衝突することによるワークの破損を抑制することができる。また、シャフトをワークに押し付けることにより、ワークとシャフトとの間に隙間ができることを抑制できるため、ワークをより確実にピックアップすることができる。 Further, the shaft has a hollow portion formed by hollowing the inside thereof on the distal end side thereof, and the actuator further includes a supply portion that supplies negative pressure to the hollow portion, and the control The device may supply negative pressure from the supply section to the hollow section during the feedback control at the time of pickup. In this way, by supplying a negative pressure to the hollow portion after an appropriate load is applied to the work, damage to the work due to collision of the work with the shaft can be suppressed. Also, by pressing the shaft against the work, it is possible to suppress the formation of a gap between the work and the shaft, so that the work can be picked up more reliably.

また、前記シャフトは、その先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有し、前記アクチュエータは、前記中空部に大気圧または正圧を供給する供給部をさらに備え、前記制御装置は、プレイス時において、前記フィードバック制御の実施中に、前記供給部から前記中空部に大気圧または正圧を供給させてもよい。例えば、ワークを他の部材に接着剤を用いて接着する場合には、接着の特性に応じた荷重をワークに加える必要がある。このときに、ワークに加わる荷重が接着の特性に応じた所定の荷重になってから中空部に大気圧または正圧を供給することにより、より確実な接着が可能となる。 Further, the shaft has a hollow portion formed by hollowing the inside thereof on the distal end side thereof, and the actuator further includes a supply portion for supplying atmospheric pressure or positive pressure to the hollow portion. The control device may cause the supply unit to supply atmospheric pressure or positive pressure to the hollow portion during execution of the feedback control at the time of placement. For example, when bonding a workpiece to another member using an adhesive, it is necessary to apply a load to the workpiece according to the bonding characteristics. At this time, by supplying atmospheric pressure or positive pressure to the hollow portion after the load applied to the workpiece reaches a predetermined load corresponding to the adhesion characteristics, more reliable adhesion can be achieved.

また、前記接続部材は、前記シャフトの前記中心軸の方向にずらして設けられる第一部材及び第二部材を有し、前記力センサは、前記第一部材及び前記第二部材に夫々に設けられる同じ方向を向く互いに平行な面であって前記シャフトの前記中心軸と直交する面に夫々設けられるひずみゲージを含んでいてもよい。 Further, the connection member has a first member and a second member that are offset in the direction of the central axis of the shaft, and the force sensors are provided on the first member and the second member, respectively. It may include strain gauges respectively provided on planes parallel to each other facing the same direction and perpendicular to the central axis of the shaft.

ここで、直動モータが作動すると熱を発生する。また、アクチュエータに備わる他の装置が熱を発生することもある。これらの熱により、直動モータ及び接続部材が熱膨張することがある。この場合には、ワークからシャフトに荷重が加わっていなくとも、第一部材及び第二部材にひずみが生じ得る。例えば、第一部材及び第二部材の一端側が接続されている部材と、他端側が接続されている部材とで温度差があると、膨張量に差が生じる場合がある。なお、以下では例示的に、第一部材及び第二部材の一端側が接続されている部材を熱による膨張量が大きな部材（高膨張部材）として説明し、他端側が接続されている部材を熱による膨張量が小さな部材（低膨張部材）として説明する。このように第一部材及び第二部材が高膨張部材及び低膨張部材に接続されている場合には、第一部材と第二部材との距離が低膨張部材側よりも高膨張部材側で大きくなり得る。そして、高膨張部材側では、第一部材と第二部材とを引き離す方向に、第一部材と第二部材とに夫々逆方向の力がかかる。そのため、第一部材及び第二部材に夫々に設けられる同じ方向を向く互いに平行な面であってシャフトの中心軸と直交する面のうちの、一方の面には縮む方向のひずみが発生し、他方の面には伸びる方向のひずみが発生する。そのため、第一部材に設けられているひずみゲージと、第二部材に設けられているひずみゲージとでは、一方が縮む方向のひずみに対応する出力をし、他方が伸びる方向のひずみに対応する出力をする。このときに、第一部材と第二部材とには、夫々に逆方向の同じ大きさの力がかかっているため、一方のひずみゲージの出力と、他方のひずみゲージの出力とは、正負は異なるがその絶対量は略同じになる。そのため、両ひずみゲージの出力を並列に接続することにより、熱膨張の影響を互いに打ち消し合うため、別途温度に応じた補正を行う必要がなくなる。すなわち、簡易且つ高精度にシャフト及びワークに加わる荷重のみを検出することができる。 Here, heat is generated when the direct-acting motor operates. Also, other devices in the actuator may generate heat. These heats may thermally expand the direct-acting motor and the connecting member. In this case, strain may occur in the first member and the second member even if no load is applied from the work to the shaft. For example, if there is a temperature difference between a member to which one end side of the first member and the second member is connected and a member to which the other end side is connected, a difference in expansion amount may occur. In the following, the member to which one end side of the first member and the second member are connected is exemplified as a member having a large thermal expansion amount (high expansion member), and the member to which the other end side is connected is heat-expanded. A member having a small expansion amount (low expansion member) will be described. When the first member and the second member are connected to the high expansion member and the low expansion member in this way, the distance between the first member and the second member is larger on the high expansion member side than on the low expansion member side. can be. Then, on the side of the high-expansion member, a force is applied to the first member and the second member in opposite directions to separate the first member and the second member. As a result, strain in the direction of contraction occurs in one of the planes of the first member and the second member, which face in the same direction and are parallel to each other and perpendicular to the central axis of the shaft, Strain in the direction of elongation occurs on the other surface. Therefore, one of the strain gauges provided on the first member and the strain gauge provided on the second member outputs an output corresponding to the strain in the contracting direction, and the other outputs corresponding to the strain in the extending direction. do. At this time, since forces of the same magnitude in opposite directions are applied to the first member and the second member, respectively, the output of one strain gauge and the output of the other strain gauge are positive and negative. Although different, the absolute amount is almost the same. Therefore, by connecting the outputs of both strain gauges in parallel, the effects of thermal expansion cancel each other out, so there is no need to separately perform correction according to the temperature. That is, it is possible to detect only the load applied to the shaft and work simply and with high accuracy.

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の実施形態は可能な限り組み合わせることができる。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention. Moreover, the following embodiments can be combined as much as possible.

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るアクチュエータ１の外観図である。アクチュエータ１は外形が略直方体のハウジング２を有しており、ハウジング２には、蓋２００が取り付けられている。図２は、本実施形態に係るアクチュエータ１の内部構造を示した概略構成図である。ハウジング２の内部に、シャフト１０の一部を収容している。このシャフト１０の先端部１０Ａ側は、中空となるよう形成されている。シャフト１０及びハウジング２の材料には、例えば金属（例えばアルミニウム）を用いることができるが、樹脂等を用いることもできる。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置について説明する。ハウジング２の最も大きな面の長辺方向であってシャフト１０の中心軸１００の方向をＺ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面の短辺方向をＸ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面と直交する方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は鉛直方向でもある。なお、以下では、図２におけるＺ軸方向の上側をアクチュエータ１の上側とし、図２におけるＺ軸方向の下側をアクチュエータ１の下側とする。また、図２におけるＸ軸方向の右側をアクチュエータ１の右側とし、図２におけるＸ軸方向の左側をアクチュエータ１の左側とする。また、図２におけるＹ軸方向の手前側をアクチュエータ１の手前側とし、図２におけるＹ軸方向の奥側をアクチュエータ１の奥側とする。ハウジング２は、Ｚ軸方向の寸法がＸ軸方向の寸法よりも長く、Ｘ軸方向の寸法がＹ軸方向の寸法よりも長い。ハウジング２は、Ｙ軸方向と直交する一つの面（図２における手前側の面）に相当する箇所が開口しており、この開口を蓋２００によって閉塞している。蓋２００は、例えばネジによってハウジング２に固定される。<First embodiment>
FIG. 1 is an external view of an actuator 1 according to this embodiment. The actuator 1 has a housing 2 having a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and a lid 200 is attached to the housing 2 . FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the internal structure of the actuator 1 according to this embodiment. A portion of the shaft 10 is accommodated inside the housing 2 . The distal end portion 10A side of the shaft 10 is formed to be hollow. For the material of the shaft 10 and the housing 2, for example, metal (for example, aluminum) can be used, but resin or the like can also be used. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the position of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The direction of the long side of the largest surface of the housing 2 and the direction of the central axis 100 of the shaft 10 is defined as the Z-axis direction, and the short side direction of the largest surface of the housing 2 is defined as the X-axis direction. The orthogonal direction is defined as the Y-axis direction. The Z-axis direction is also the vertical direction. In the following description, the upper side in the Z-axis direction in FIG. 2 is the upper side of the actuator 1, and the lower side in the Z-axis direction in FIG. Also, the right side in the X-axis direction in FIG. 2 is the right side of the actuator 1, and the left side in the X-axis direction in FIG. The front side in the Y-axis direction in FIG. 2 is the front side of the actuator 1, and the back side in the Y-axis direction in FIG. The housing 2 is longer in the Z-axis direction than in the X-axis direction, and is longer in the X-axis direction than in the Y-axis direction. The housing 2 has an opening at a portion corresponding to one surface perpendicular to the Y-axis direction (the front surface in FIG. 2), and the opening is closed with a lid 200 . The lid 200 is fixed to the housing 2 by screws, for example.

ハウジング２内には、シャフト１０をその中心軸１００回りに回転させる回転モータ２０と、シャフト１０をその中心軸１００に沿った方向（すなわち、Ｚ軸方向）にハウジング２に対して相対的に直動させる直動モータ３０と、エア制御機構６０とが収容されている。また、ハウジング２のＺ軸方向の下端面２０２には、シャフト１０が挿通されたシャフトハウジング５０が取り付けられている。ハウジング２には、下端面２０２からハウジング２の内部に向かって凹むように凹部２０２Ｂが形成されており、この凹部２０２Ｂにシャフトハウジング５０の一部が挿入される。この凹部２０２ＢのＺ軸方向の上端部には、Ｚ軸方向に貫通孔２Ａが形成されており、この貫通孔２Ａ及びシャフトハウジング５０をシャフト１０が挿通される。シャフト１０のＺ軸方向の下側の先端部１０Ａは、シャフトハウジング５０から外部へ突出している。シャフト１０は、ハウジング２のＸ軸方向の中心且つＹ軸方向の中心に設けられている。つまり、ハウジング２における、Ｘ軸方向の中心およびＹ軸方向の中心を通ってＺ軸方向に延びる中心軸と、シャフト１０の中心軸１００とが重なるように、シャフト１０が設けられている。シャフト１０は、直動モータ３０によってＺ軸方向に直動すると共に、回転モータ２０によって中心軸１００の回りを回転する。 Inside the housing 2 are a rotary motor 20 that rotates the shaft 10 around its central axis 100, and a rotary motor 20 that rotates the shaft 10 in a direction along its central axis 100 (that is, in the Z-axis direction) relative to the housing 2. A direct-acting motor 30 for moving and an air control mechanism 60 are housed. A shaft housing 50 through which the shaft 10 is inserted is attached to the lower end surface 202 of the housing 2 in the Z-axis direction. A recess 202B is formed in the housing 2 so as to recess toward the inside of the housing 2 from the lower end surface 202, and a portion of the shaft housing 50 is inserted into this recess 202B. A through-hole 2A is formed in the Z-axis direction at the upper end of the concave portion 202B in the Z-axis direction, and the shaft 10 is inserted through the through-hole 2A and the shaft housing 50 . A lower end portion 10A of the shaft 10 in the Z-axis direction protrudes from the shaft housing 50 to the outside. The shaft 10 is provided at the center of the housing 2 in the X-axis direction and the center in the Y-axis direction. That is, the shaft 10 is provided such that the center axis of the housing 2 extending in the Z-axis direction through the center in the X-axis direction and the center in the Y-axis direction overlaps with the center axis 100 of the shaft 10 . The shaft 10 is linearly moved in the Z-axis direction by a direct-acting motor 30 and rotated around a central axis 100 by a rotary motor 20 .

シャフト１０の先端部１０Ａとは逆側の端部（Ｚ軸方向の上側の端部）である基端部１０Ｂ側は、ハウジング２内に収容されており、回転モータ２０の出力軸２１に接続されている。この回転モータ２０は、シャフト１０を回転可能に支持している。回転モータ２０の出力軸２１の中心軸は、シャフト１０の中心軸１００と一致する。回転モータ２０は、出力軸２１の他に、固定子２２と、固定子２２の内部で回転する回転子２３と、出力軸２１の回転角度を検出するロータリエンコーダ２４とを有する。回転子２３が固定子２２に対して回転することにより、出力軸２１及びシャフト１０も固定子２２に対して連動して回転する。 A base end portion 10B side of the shaft 10 opposite to the tip portion 10A (an upper end portion in the Z-axis direction) is accommodated in the housing 2 and connected to the output shaft 21 of the rotary motor 20. It is This rotary motor 20 rotatably supports the shaft 10 . The central axis of the output shaft 21 of the rotary motor 20 coincides with the central axis 100 of the shaft 10 . In addition to the output shaft 21 , the rotary motor 20 has a stator 22 , a rotor 23 that rotates inside the stator 22 , and a rotary encoder 24 that detects the rotation angle of the output shaft 21 . As the rotor 23 rotates with respect to the stator 22 , the output shaft 21 and the shaft 10 also rotate with respect to the stator 22 .

直動モータ３０は、ハウジング２に固定された固定子３１、固定子３１に対して相対的にＺ軸方向に移動する可動子３２を有する。直動モータ３０は、例えばリニアモータである。固定子３１には複数のコイル３１Ａが設けられ、可動子３２には複数の永久磁石３２Ａが設けられている。コイル３１Ａは、Ｚ軸方向に所定ピッチで配置され、且つ、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイル３１Ａを一組として複数設けられている。本実施形態では、これらＵ，Ｖ，Ｗ相のコイル３１Ａに三相電機子電流を流すことによって直動的に移動する移動磁界を発生させ、固定子３１に対して可動子３２を直動的に移動させる。直動モータ３０には固定子３１に対する可動子３２の相対位置を検出するリニアエンコーダ３８が設けられている。なお、上記構成に代えて、固定子３１に永久磁石を設け、可動子３２に複数のコイルを設けることもできる。 The linear motion motor 30 has a stator 31 fixed to the housing 2 and a mover 32 that moves relative to the stator 31 in the Z-axis direction. The linear motor 30 is, for example, a linear motor. The stator 31 is provided with a plurality of coils 31A, and the mover 32 is provided with a plurality of permanent magnets 32A. The coils 31A are arranged at a predetermined pitch in the Z-axis direction, and a plurality of coils 31A are provided as a set of three coils 31A of U, V, and W phases. In this embodiment, three-phase armature currents are passed through these U-, V-, and W-phase coils 31A to generate a moving magnetic field that moves linearly. move to The linear motion motor 30 is provided with a linear encoder 38 for detecting the relative position of the mover 32 with respect to the stator 31 . Alternatively, the stator 31 may be provided with a permanent magnet, and the mover 32 may be provided with a plurality of coils.

直動モータ３０の可動子３２と回転モータ２０の固定子２２とは、直動テーブル３３を介して連結されている。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２の移動に伴って移動可能である。直動テーブル３３の移動は、直動案内装置３４によってＺ軸方向に案内されている。直動案内装置３４は、ハウジング２に固定されたレール３４Ａと、レール３４Ａに組み付けられたスライダブロック３４Ｂとを有する。レール３４Ａは、Ｚ軸方向に延びており、スライダブロック３４Ｂは、レール３４Ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に構成されている。 The mover 32 of the linear motion motor 30 and the stator 22 of the rotary motor 20 are connected via a linear motion table 33 . The linear motion table 33 is movable as the mover 32 of the linear motion motor 30 moves. Movement of the linear motion table 33 is guided in the Z-axis direction by a linear motion guide device 34 . The linear guide device 34 has a rail 34A fixed to the housing 2 and a slider block 34B assembled to the rail 34A. The rail 34A extends in the Z-axis direction, and the slider block 34B is configured to be movable in the Z-axis direction along the rail 34A.

直動テーブル３３は、スライダブロック３４Ｂに固定されており、スライダブロック３４Ｂと共にＺ軸方向に移動可能である。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２と２つの連結アーム３５を介して連結されている。２つの連結アーム３５は、可動子３２のＺ軸方向の両端部と、直動テーブル３３のＺ軸方向の両端部とを連結している。また、直動テーブル３３は、両端部よりも中央側において、２つの連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されている。なお、Ｚ軸方向上側の連結アーム３６を第一アーム３６Ａといい、Ｚ軸方向下側の連結アーム３６を第二アーム３６Ｂという。また、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとを区別しない場合には、単に連結アーム３６という。直動テーブル３３と回転モータ２０の固定子２２とが、該連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されているために、直動テーブル３３の移動に伴って回転モータ２０の固定子２２も移動する。また、連結アーム３６は、断面が四角形である。各連結アーム３６におけるＺ軸方向の上側を向く面には、ひずみゲージ３７が固定されている。なお、第一アーム３６Ａに固定されるひずみゲージ３７を第一ひずみゲージ３７Ａといい、第二アーム３６Ｂに固定されるひずみゲージ３７を第二ひずみゲージ３７Ｂという。第一ひずみゲージ３７Ａと第二ひずみゲージ３７Ｂとを区別しない場合には、単にひずみゲージ３７という。なお、本実施形態の２つのひずみゲージ３７は、連結アーム３６のＺ軸方向の上側を向く面に夫々設けられているが、これに代えて、連結アーム３６のＺ軸方向の下側を向く面に夫々設けられていてもよい。ひずみゲージ３７は、力センサの一例である。 The linear motion table 33 is fixed to the slider block 34B and is movable in the Z-axis direction together with the slider block 34B. The linear motion table 33 is connected to the mover 32 of the linear motion motor 30 via two connecting arms 35 . The two connecting arms 35 connect both ends of the mover 32 in the Z-axis direction and both ends of the linear motion table 33 in the Z-axis direction. Further, the direct-acting table 33 is connected to the stator 22 of the rotary motor 20 via two connecting arms 36 on the center side of both ends. The connecting arm 36 on the upper side in the Z-axis direction is called a first arm 36A, and the connecting arm 36 on the lower side in the Z-axis direction is called a second arm 36B. Further, when the first arm 36A and the second arm 36B are not distinguished, they are simply referred to as the connecting arm 36. As shown in FIG. Since the linear motion table 33 and the stator 22 of the rotary motor 20 are connected to the stator 22 of the rotary motor 20 via the connecting arm 36, the rotation of the rotary motor 20 accompanies the movement of the linear motion table 33. The stator 22 also moves. Also, the connecting arm 36 has a rectangular cross section. A strain gauge 37 is fixed to a surface of each connecting arm 36 facing upward in the Z-axis direction. The strain gauge 37 fixed to the first arm 36A is called a first strain gauge 37A, and the strain gauge 37 fixed to the second arm 36B is called a second strain gauge 37B. The first strain gauge 37A and the second strain gauge 37B are simply referred to as the strain gauge 37 when not distinguished from each other. The two strain gauges 37 of the present embodiment are respectively provided on the surface of the connecting arm 36 facing upward in the Z-axis direction, but instead of this, the two strain gauges 37 are provided on the surface facing upward in the Z-axis direction of the connecting arm 36. It may be provided on each surface. The strain gauge 37 is an example of a force sensor.

エア制御機構６０は、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧や負圧を発生させるための機構である。すなわち、エア制御機構６０は、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０内の空気を吸引することで、該シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させる。これによってワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付けられる。また、シャフト１０内に空気を送り込むことで、該シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させる。これによりシャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを容易に脱離させる。 The air control mechanism 60 is a mechanism for generating positive pressure or negative pressure at the tip portion 10A of the shaft 10 . That is, the air control mechanism 60 generates negative pressure at the tip portion 10A of the shaft 10 by sucking the air inside the shaft 10 when the workpiece W is picked up. As a result, the workpiece W is attracted to the tip portion 10A of the shaft 10. As shown in FIG. Also, by sending air into the shaft 10, a positive pressure is generated at the tip portion 10A of the shaft 10. As shown in FIG. As a result, the workpiece W is easily detached from the tip portion 10A of the shaft 10 .

エア制御機構６０は、正圧の空気が流通する正圧通路６１Ａ（一点鎖線参照。）と、負圧の空気が流通する負圧通路６１Ｂ（二点鎖線参照。）と、正圧の空気及び負圧の空気で共用される共用通路６１Ｃ（破線参照。）とを有する。正圧通路６１Ａの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた正圧用コネクタ６２Ａに接続され、正圧通路６１Ａの他端は正圧用の電磁弁（以下、正圧電磁弁６３Ａという。）に接続されている。正圧電磁弁６３Ａは、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、正圧通路６１Ａの一端側の部分はチューブ６１０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。正圧用コネクタ６２Ａは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、正圧用コネクタ６２Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。 The air control mechanism 60 includes a positive pressure passage 61A (see one-dot chain line) through which positive pressure air flows, a negative pressure passage 61B (see two-dot chain line) through which negative pressure air flows, positive pressure air and and a shared passage 61C (see broken line) shared by negative pressure air. One end of the positive pressure passage 61A is connected to a positive pressure connector 62A provided on the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and the other end of the positive pressure passage 61A is connected to a positive pressure solenoid valve (hereinafter referred to as a positive pressure solenoid valve). 63A). The positive pressure electromagnetic valve 63A is opened and closed by a controller 7, which will be described later. One end of the positive pressure passage 61A is formed by a tube 610, and the other end is formed by a hole formed in a block 600. As shown in FIG. The positive pressure connector 62A penetrates through the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and the positive pressure connector 62A is externally connected to a tube connected to a pump or the like that discharges air.

負圧通路６１Ｂの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた負圧用コネクタ６２Ｂに接続され、負圧通路６１Ｂの他端は負圧用の電磁弁（以下、負圧電磁弁６３Ｂという。）に接続されている。負圧電磁弁６３Ｂは、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、負圧通路６１Ｂの一端側の部分はチューブ６２０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。負圧用コネクタ６２Ｂは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、負圧用コネクタ６２Ｂにはエアを吸引するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。 One end of the negative pressure passage 61B is connected to a negative pressure connector 62B provided on the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and the other end of the negative pressure passage 61B is connected to a negative pressure solenoid valve (hereinafter referred to as a negative pressure solenoid valve). 63B). The negative pressure electromagnetic valve 63B is opened and closed by a controller 7, which will be described later. One end of the negative pressure passage 61B is formed by a tube 620, and the other end is formed by a hole drilled in the block 600. As shown in FIG. The negative pressure connector 62B penetrates the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and a tube connected to a pump for sucking air is connected to the negative pressure connector 62B from the outside.

共用通路６１Ｃはブロック６００に開けられた穴により構成されている。共用通路６１Ｃの一端は、２つに分岐して正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂに接続されており、共用通路６１Ｃの他端は、ハウジング２に形成されている貫通孔であるエア流通路２０２Ａに接続されている。エア流通路２０２Ａは、シャフトハウジング５０に通じている。負圧電磁弁６３Ｂを開き且つ正圧電磁弁６３Ａを閉じることにより、負圧通路６１Ｂと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に負圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内から空気が吸引される。一方、正圧電磁弁６３Ａを開き且つ負圧電磁弁６３Ｂを閉じることにより、正圧通路６１Ａと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に正圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内に空気が供給される。共用通路６１Ｃには、共用通路６１Ｃ内の空気の圧力を検出する圧力センサ６４及び共用通路６１Ｃ内の空気の流量を検出する流量センサ６５が設けられている。 61 C of common passages are comprised by the hole opened by the block 600. As shown in FIG. One end of the shared passage 61C is branched into two and connected to the positive pressure solenoid valve 63A and the negative pressure solenoid valve 63B. It is connected to the flow path 202A. The air flow passage 202A communicates with the shaft housing 50. As shown in FIG. By opening the negative pressure solenoid valve 63B and closing the positive pressure solenoid valve 63A, the negative pressure passage 61B and the shared passage 61C are communicated with each other, so negative pressure is generated in the shared passage 61C. Then, air is sucked from inside the shaft housing 50 through the air flow passage 202A. On the other hand, by opening the positive pressure solenoid valve 63A and closing the negative pressure solenoid valve 63B, the positive pressure passage 61A and the shared passage 61C are communicated with each other, so positive pressure is generated in the shared passage 61C. Then, air is supplied into the shaft housing 50 through the air flow passage 202A. The shared passage 61C is provided with a pressure sensor 64 for detecting the pressure of air in the shared passage 61C and a flow rate sensor 65 for detecting the flow rate of air in the shared passage 61C.

なお、図２に示したアクチュエータ１では、正圧通路６１Ａ及び負圧通路６１Ｂの一部がチューブで構成され、他部がブロック６００に開けられた穴により構成されているが、これに限らず、全ての通路をチューブで構成することもできるし、全ての通路をブロック６００に開けられた穴により構成することもできる。共用通路６１Ｃについても同様で、全てチューブで構成することもできるし、チューブを併用して構成することもできる。なお、チューブ６１０及びチューブ６２０の材料は、樹脂等の柔軟性を有する材料であってもよく、金属等の柔軟性を有さない材料であってもよい。また、正圧通路６１Ａを用いてシャフトハウジング５０に正圧を供給する代わりに、大気圧を供給してもよい。 In the actuator 1 shown in FIG. 2, a portion of the positive pressure passage 61A and the negative pressure passage 61B are configured by tubes, and the other portions are configured by holes drilled in the block 600. However, the present invention is not limited to this. , all passages can be constructed of tubes, or all passages can be constructed of holes drilled in the block 600. FIG. The common passage 61C is the same, and can be constructed entirely of tubes, or can be constructed using tubes in combination. The material of the tubes 610 and 620 may be a flexible material such as resin, or a non-flexible material such as metal. Further, instead of supplying positive pressure to the shaft housing 50 using the positive pressure passage 61A, atmospheric pressure may be supplied.

また、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、回転モータ２０を冷却するための空気の入口となるコネクタ（以下、入口コネクタ９１Ａという。）およびハウジング２からの空気の出口となるコネクタ（以下、出口コネクタ９１Ｂという。）が設けられている。入口コネクタ９１Ａ及び出口コネクタ９１Ｂは、夫々空気が流通可能なようにハウジング２の上端面２０１を貫通している。入口コネクタ９１Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブがハウジング２の外部から接続され、出口コネクタ９１Ｂにはハウジング２から流出するエアを排出するチューブがハウジング２の外部から接続される。ハウジング２の内部には、回転モータ２０を冷却するための空気が流通する金属製のパイプ（以下、冷却パイプ９２という。）が設けられており、この冷却パイプ９２の一端は、入口コネクタ９１Ａに接続されている。冷却パイプ９２は、入口コネクタ９１ＡからＺ軸方向にハウジング２の下端面２０２付近まで延び、該下端面２０２付近において湾曲して他端側が回転モータ２０に向くように形成されている。このように、Ｚ軸方向の下側からハウジング２内に空気を供給することにより、効率的な冷却が可能となる。また、冷却パイプ９２は、直動モータ３０のコイル３１Ａから熱を奪うように、該固定子３１の内部を貫通している。固定子３１に設けられているコイル３１Ａからより多くの熱を奪うように、冷却パイプ９２の周りにコイル３１Ａが配置されている。 Further, on the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, a connector (hereinafter referred to as an inlet connector 91A) serving as an air inlet for cooling the rotary motor 20 and a connector serving as an air outlet from the housing 2 ( hereinafter referred to as an outlet connector 91B). The inlet connector 91A and the outlet connector 91B respectively penetrate the upper end surface 201 of the housing 2 so that air can circulate. A tube connected to a pump or the like for discharging air is connected to the inlet connector 91A from outside the housing 2, and a tube for discharging air flowing out of the housing 2 is connected to the outlet connector 91B. A metal pipe (hereinafter referred to as a cooling pipe 92) through which air flows for cooling the rotary motor 20 is provided inside the housing 2, and one end of the cooling pipe 92 is connected to the inlet connector 91A. It is connected. The cooling pipe 92 extends in the Z-axis direction from the inlet connector 91 A to the vicinity of the lower end surface 202 of the housing 2 , and is curved near the lower end surface 202 so that the other end faces the rotary motor 20 . By supplying air into the housing 2 from below in the Z-axis direction in this way, efficient cooling is possible. A cooling pipe 92 passes through the interior of the stator 31 so as to take heat from the coil 31A of the linear motion motor 30. As shown in FIG. The coils 31A are arranged around the cooling pipe 92 so as to take more heat from the coils 31A provided on the stator 31 .

ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、電力を供給する電線や信号線を含んだコネクタ４１が接続されている。また、ハウジング２には、コントローラ７が設けられている。コネクタ４１からハウジング２内に引き込まれる電線や信号線は、コントローラ７に接続されている。コントローラ７には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）が備わり、これらはバスにより相互に接続される。ＥＰＲＯＭには、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＥＰＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭの作業領域にロードして実行し、このプログラムの実行を通じて、回転モータ２０、直動モータ３０、正圧電磁弁６３Ａ、負圧電磁弁６３Ｂ等が制御される。これにより、所定の目的に合致した機能をＣＰＵが実現する。また、圧力センサ６４、流量センサ６５、ひずみゲージ３７、ロータリエンコーダ２４、リニアエンコーダ３８の出力信号がコントローラ７に入力される。なお、回転モータ２０、直動モータ３０、正圧電磁弁６３Ａ、負圧電磁弁６３Ｂ等の制御を全てコントローラ７が行う必要はなく、コネクタ４１に接続される他の制御機器によってこれらの一部が制御されてもよい。また、コネクタ４１を介して外部の制御機器からコントローラ７へプログラムが供給されてもよい。 A connector 41 including electric wires and signal wires for supplying electric power is connected to the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction. Further, the housing 2 is provided with a controller 7 . Electrical wires and signal wires drawn into the housing 2 from the connector 41 are connected to the controller 7 . The controller 7 includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and EPROM (Erasable Programmable ROM), which are interconnected by a bus. Various programs, various tables, etc. are stored in the EPROM. The CPU loads a program stored in the EPROM into the work area of the RAM and executes it. Through the execution of this program, the rotary motor 20, the linear motor 30, the positive pressure solenoid valve 63A, the negative pressure solenoid valve 63B, etc. are controlled. be. As a result, the CPU implements a function that meets a predetermined purpose. Also, output signals from the pressure sensor 64, the flow rate sensor 65, the strain gauge 37, the rotary encoder 24, and the linear encoder 38 are input to the controller 7. It is not necessary for the controller 7 to control all of the rotary motor 20, the direct-acting motor 30, the positive pressure electromagnetic valve 63A, the negative pressure electromagnetic valve 63B, and the like. may be controlled. Alternatively, the program may be supplied from an external control device to the controller 7 via the connector 41 .

ハウジング２内には、ひずみゲージ３７の出力を増幅させるアンプ７１及びアンプ７１の出力からノイズを低減するローパスフィルタ７２が備わる。アンプ７１は、コネクタ４１を介して接続される商用電源８から電力の供給を受ける。図３は、ひずみゲージ３７とコントローラ７との関係を示したブロック図である。ひずみゲージ３７の出力信号は、アンプ７１に入力される。アンプ７１では、商用電源８からの電力を利用してひずみゲージ３７の出力信号を増幅させる。アンプ７１からの出力信号は、ローパスフィルタ７２に入力される。ローパスフィルタ７２では、商用電源８に起因したノイズを低減させる。ここで、アンプ７１は商用電源８からの電力を利用してひずみゲージの出力信号を増幅しているため、商用電源８の周波数の影響を受け易い。すなわち、アンプ７１からの出力信号には商用電源８の周波数に応じたノイズが含まれる。アンプ７１からの出力信号をローパスフィルタ７２に通すことにより、ノイズの成分を低減することができる。なお、ローパスフィルタ７２は、コントローラ７により制御される。コントローラ７は、ローパスフィルタ７２の機能を停止させることもできる。この場合、アンプ７１からの出力信号が、コントローラ７に入力される。ローパスフィルタ７２では、遮断周波数より高い周波数の成分を低減させる。したがって、商用電源８の周波数の影響を低減させるように、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を設定する。以下では、アンプ７１からの出力をＡＭＰ出力といい、ローパスフィルタ７２からの出力をＬＰＦ出力という。なお、アンプ７１及びローパスフィルタ７２の少なくとも一方を、ハウジング２の外部に設けることもできる。この場合、ひずみゲージ３７とアンプ７１とがコネクタ４１を介して接続されていてもよく、アンプとローパスフィルタ７２とがコネクタ４１を介して接続されていてもよく、ローパスフィルタ７２とコントローラ７とがコネクタ４１を介して接続されていてもよい。 An amplifier 71 for amplifying the output of the strain gauge 37 and a low-pass filter 72 for reducing noise from the output of the amplifier 71 are provided in the housing 2 . Amplifier 71 receives power supply from commercial power supply 8 connected via connector 41 . FIG. 3 is a block diagram showing the relationship between the strain gauge 37 and the controller 7. As shown in FIG. An output signal from the strain gauge 37 is input to the amplifier 71 . The amplifier 71 amplifies the output signal of the strain gauge 37 using power from the commercial power supply 8 . An output signal from amplifier 71 is input to low-pass filter 72 . The low-pass filter 72 reduces noise caused by the commercial power supply 8 . Here, since the amplifier 71 amplifies the output signal of the strain gauge using the power from the commercial power supply 8, it is easily affected by the frequency of the commercial power supply 8. FIG. That is, the output signal from the amplifier 71 contains noise corresponding to the frequency of the commercial power supply 8 . By passing the output signal from the amplifier 71 through the low-pass filter 72, noise components can be reduced. Note that the low-pass filter 72 is controlled by the controller 7 . The controller 7 can also deactivate the low-pass filter 72 . In this case, the output signal from the amplifier 71 is input to the controller 7 . The low-pass filter 72 reduces frequency components higher than the cutoff frequency. Therefore, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set so as to reduce the influence of the frequency of the commercial power supply 8 . Hereinafter, the output from the amplifier 71 is called AMP output, and the output from the low-pass filter 72 is called LPF output. At least one of the amplifier 71 and the low-pass filter 72 can also be provided outside the housing 2 . In this case, the strain gauge 37 and the amplifier 71 may be connected via the connector 41, the amplifier and the low-pass filter 72 may be connected via the connector 41, and the low-pass filter 72 and the controller 7 may be connected It may be connected via the connector 41 .

図４は、シャフトハウジング５０とシャフト１０の先端部１０Ａとの概略構成を示した断面図である。シャフトハウジング５０は、ハウジング本体５１と、２つのリング５２と、フィルタ５３と、フィルタ止め５４とを有する。ハウジング本体５１には、シャフト１０が挿通される貫通孔５１Ａが形成されている。貫通孔５１Ａは、Ｚ軸方向にハウジング本体５１を貫通しており、該貫通孔５１ＡのＺ軸方向の上端は、ハウジング２に形成された貫通孔２Ａに通じている。貫通孔５１Ａの直径はシャフト１０の外径よりも大きい。そのため、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。貫通孔５１Ａの両端部には、孔の直径が拡大された拡径部５１Ｂが設けられている。２つの拡径部５１Ｂには、夫々リング５２が嵌め込まれている。リング５２は筒状に形成されており、リング５２の内径はシャフト１０の外径よりも若干大きい。したがって、シャフト１０がリング５２の内部をＺ軸方向に移動可能である。そのため、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成される。したがって、シャフト１０がリング５２の内部をＺ軸方向に移動可能であり、且つ、シャフト１０がリング５２の内部を中心軸１００回りに回転可能である。ただし、拡径部５１Ｂを除く貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間よりも、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間の方が小さい。なお、Ｚ軸方向上側のリング５２を第一リング５２Ａといい、Ｚ軸方向下側のリング５２を第二リング５２Ｂという。第一リング５２Ａと第二リング５２Ｂとを区別しない場合には、単にリング５２という。リング５２の材料には、例えば金属または樹脂を用いることができる。 FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of the shaft housing 50 and the distal end portion 10A of the shaft 10. As shown in FIG. The shaft housing 50 has a housing body 51 , two rings 52 , a filter 53 and a filter stop 54 . A through hole 51A through which the shaft 10 is inserted is formed in the housing body 51 . The through-hole 51A extends through the housing body 51 in the Z-axis direction, and the upper end of the through-hole 51A in the Z-axis direction communicates with the through-hole 2A formed in the housing 2 . The diameter of through hole 51A is larger than the outer diameter of shaft 10 . Therefore, a gap is provided between the inner surface of the through hole 51A and the outer surface of the shaft 10. As shown in FIG. Both ends of the through hole 51A are provided with enlarged diameter portions 51B having an enlarged diameter. A ring 52 is fitted in each of the two enlarged diameter portions 51B. The ring 52 is formed in a tubular shape, and the inner diameter of the ring 52 is slightly larger than the outer diameter of the shaft 10 . Therefore, the shaft 10 can move inside the ring 52 in the Z-axis direction. Therefore, a gap is also formed between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 . Therefore, the shaft 10 can move inside the ring 52 in the Z-axis direction, and the shaft 10 can rotate around the central axis 100 inside the ring 52 . However, the gap formed between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 is smaller than the gap formed between the inner surface of the through hole 51A excluding the enlarged diameter portion 51B and the outer surface of the shaft 10. . The ring 52 on the upper side in the Z-axis direction is called a first ring 52A, and the ring 52 on the lower side in the Z-axis direction is called a second ring 52B. The first ring 52A and the second ring 52B are simply referred to as the ring 52 when not distinguished. Metal or resin, for example, can be used as the material of the ring 52 .

ハウジング本体５１のＺ軸方向の中央部には、Ｘ軸方向の左右両方向に張り出した張出部５１１が形成されている。張出部５１１には、ハウジング２の下端面２０２と平行な面であって、シャフトハウジング５０をハウジング２の下端面２０２へ取り付けるときに、該下端面２０２と接する面である取付面５１１Ａが形成されている。取付面５１１Ａは、中心軸１００と直交する面である。また、ハウジング２にシャフトハウジング５０を取り付けたときに、シャフトハウジング５０の一部であって取付面５１１ＡよりもＺ軸方向の上側の部分５１２は、ハウジング２に形成された凹部２０２Ｂに嵌るように形成されている。 A protruding portion 511 that protrudes in both the left and right directions in the X-axis direction is formed in the central portion of the housing body 51 in the Z-axis direction. The protruding portion 511 is formed with a mounting surface 511A which is a surface parallel to the lower end surface 202 of the housing 2 and in contact with the lower end surface 202 when the shaft housing 50 is mounted on the lower end surface 202 of the housing 2. It is The mounting surface 511A is a surface orthogonal to the central axis 100. As shown in FIG. Further, when the shaft housing 50 is attached to the housing 2, the portion 512, which is a part of the shaft housing 50 and is above the attachment surface 511A in the Z-axis direction, is fitted in the recess 202B formed in the housing 2. formed.

上記のとおり、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。その結果、ハウジング本体５１の内部には、貫通孔５１Ａの内面と、シャフト１０の外面と、第一リング５２Ａの下端面と、第二リング５２Ｂの上端面とによって囲まれた空間である内部空間５００が形成されている。また、シャフトハウジング５０には、ハウジング２の下端面２０２に形成されるエア流通路２０２Ａの開口部と、内部空間５００とを連通して空気の通路となる制御通路５０１が形成されている。制御通路５０１は、Ｘ軸方向に延びる第一通路５０１Ａ、Ｚ軸方向に延びる第二通路５０１Ｂ、第一通路５０１Ａ及び第二通路５０１Ｂが接続される空間であってフィルタ５３が配置される空間であるフィルタ部５０１Ｃを有する。第一通路５０１Ａの一端は内部空間５００に接続され、他端はフィルタ部５０１Ｃに接続されている。第二通路５０１Ｂの一端は、取付面５１１Ａに開口しており、エア流通路２０２Ａの開口部に接続されるように位置が合わされている。 As described above, a gap is provided between the inner surface of through hole 51A and the outer surface of shaft 10 . As a result, inside the housing body 51, there is an internal space surrounded by the inner surface of the through hole 51A, the outer surface of the shaft 10, the lower end surface of the first ring 52A, and the upper end surface of the second ring 52B. 500 are formed. Further, the shaft housing 50 is formed with a control passage 501 that communicates the opening of the air flow passage 202A formed in the lower end surface 202 of the housing 2 with the internal space 500 to serve as an air passage. The control passage 501 is a space where the first passage 501A extending in the X-axis direction, the second passage 501B extending in the Z-axis direction, the first passage 501A and the second passage 501B are connected, and the filter 53 is arranged. It has a certain filter section 501C. One end of the first passage 501A is connected to the internal space 500, and the other end is connected to the filter portion 501C. One end of the second passage 501B opens onto the mounting surface 511A and is positioned to be connected to the opening of the air flow passage 202A.

また、第二通路５０１Ｂの他端はフィルタ部５０１Ｃに接続される。フィルタ部５０１Ｃには、円筒状に形成されたフィルタ５３が設けられている。フィルタ部５０１Ｃは、第一通路５０１Ａと中心軸が一致するようにＸ軸方向に延びた円柱形状の空間となるように形成されている。フィルタ部５０１Ｃの内径とフィルタ５３の外径とは略等しい。フィルタ５３は、Ｘ軸方向にフィルタ部５０１Ｃへ挿入される。フィルタ部５０１Ｃにフィルタ５３が挿入された後に、フィルタ止め５４によってフィルタ５３の挿入口となったフィルタ部５０１Ｃの端部が閉塞される。第二通路５０１Ｂの他端は、フィルタ５３の外周面側からフィルタ部５０１Ｃに接続されている。また、第一通路５０１Ａの他端はフィルタ５３の中心側と通じている。そのため、第一通路５０１Ａと第二通路５０１Ｂとの間を流通する空気は、フィルタ５３を通過する。したがって、例えば、先端部１０Ａに負圧を発生させたときに、内部空間５００に空気と一緒に異物を吸い込んだとしても、この異物はフィルタ５３によって捕集される。第二通路５０１Ｂの一端には、シール剤を保持するように溝５０１Ｄが形成されている。 Also, the other end of the second passage 501B is connected to the filter portion 501C. A filter 53 formed in a cylindrical shape is provided in the filter portion 501C. The filter portion 501C is formed to be a columnar space extending in the X-axis direction so that the center axis of the filter portion 501C coincides with that of the first passage 501A. The inner diameter of the filter portion 501C and the outer diameter of the filter 53 are substantially equal. The filter 53 is inserted into the filter section 501C in the X-axis direction. After the filter 53 is inserted into the filter portion 501C, the end portion of the filter portion 501C, which serves as an insertion port for the filter 53, is closed by the filter stop 54. As shown in FIG. The other end of the second passage 501B is connected to the filter portion 501C from the outer peripheral surface side of the filter 53 . Also, the other end of the first passage 501A communicates with the center side of the filter 53 . Therefore, the air flowing between the first passage 501A and the second passage 501B passes through the filter 53 . Therefore, for example, even if foreign matter is sucked into the internal space 500 together with air when a negative pressure is generated in the distal end portion 10A, the foreign matter is collected by the filter 53 . A groove 501D is formed at one end of the second passage 501B to hold the sealant.

張出部５１１のＸ軸方向の両端部付近には、該シャフトハウジング５０をハウジング２にボルトを用いて固定するときに、該ボルトを挿通させるボルト孔５１Ｇが２つ形成されている。ボルト孔５１Ｇは、Ｚ軸方向に張出部５１１を貫通して取付面５１１Ａに開口している。 Two bolt holes 51G are formed in the vicinity of both ends of the protruding portion 511 in the X-axis direction, through which bolts are inserted when the shaft housing 50 is fixed to the housing 2 using bolts. The bolt hole 51G penetrates the projecting portion 511 in the Z-axis direction and opens to the mounting surface 511A.

シャフト１０の先端部１０Ａ側には、シャフト１０が中空となるように中空部１１が形成されている。中空部１１の一端は、先端部１０Ａで開口している。また、中空部１１の他端には、内部空間５００と中空部１１とをＸ軸方向に連通する連通孔１２が形成されている。直動モータ３０によってシャフト１０がＺ軸方向に移動したときのストロークの全範囲において、内部空間５００と中空部１１とが連通するように連通孔１２が形成されている。したがって、シャフト１０の先端部１０Ａと、エア制御機構６０とは、中空部１１、連通孔１２、内部空間５００、制御通路５０１、エア流通路２０２Ａを介して連通している。なお、連通孔１２は、Ｘ軸方向に加えてＹ軸方向にも形成されていてもよい。 A hollow portion 11 is formed on the tip portion 10A side of the shaft 10 so that the shaft 10 is hollow. One end of the hollow portion 11 is open at the tip portion 10A. In addition, a communication hole 12 is formed at the other end of the hollow portion 11 to communicate the internal space 500 and the hollow portion 11 in the X-axis direction. The communication hole 12 is formed so that the internal space 500 and the hollow portion 11 communicate with each other over the entire stroke range when the shaft 10 is moved in the Z-axis direction by the linear motion motor 30 . Therefore, the distal end portion 10A of the shaft 10 and the air control mechanism 60 communicate with each other via the hollow portion 11, the communication hole 12, the internal space 500, the control passage 501, and the air flow passage 202A. The communication hole 12 may be formed in the Y-axis direction in addition to the X-axis direction.

このような構成によれば、直動モータ３０を駆動してシャフト１０をＺ軸方向に移動させたときに、シャフト１０がＺ軸方向のどの位置にあっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。また、回転モータ２０を駆動してシャフト１０を中心軸１００回りに回転させたときに、シャフト１０の回転角度が中心軸１００回りのどの角度であっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。したがって、シャフト１０がどのような状態であっても、中空部１１と内部空間５００との連通状態が維持されるため、中空部１１は常にエア制御機構６０に通じていることになる。そのため、シャフト１０の位置にかかわらず、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くと、エア流通路２０２Ａ、制御通路５０１、内部空間５００、および連通孔１２を介して、中空部１１内の空気が吸引されることになる。その結果、中空部１１に負圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させることができるので、シャフト１０の先端部１０ＡにワークＷを吸い付けることができる。なお、上述したように、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成されている。しかしながら、この隙間は、内部空間５００を形成する隙間（すなわち、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間）よりも小さい。そのため、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くことで、内部空間５００内から空気が吸引されても、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間の隙間を流通する空気の流量を抑制することができる。これにより、ワークＷをピックアップできるような負圧をシャフト１０の先端部１０Ａに発生させることができる。一方、シャフト１０の位置にかかわらず、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを開き、負圧電磁弁６３Ｂを閉じると、中空部１１に正圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させることができるので、シャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを速やかに脱離させることができる。 According to such a configuration, when the direct-acting motor 30 is driven to move the shaft 10 in the Z-axis direction, the communication hole 12 always remains in the internal space regardless of the position of the shaft 10 in the Z-axis direction. 500 and the hollow part 11 are communicated. Further, when the rotary motor 20 is driven to rotate the shaft 10 around the central axis 100, the communication hole 12 is always connected to the internal space 500 regardless of the rotation angle of the shaft 10 around the central axis 100. It communicates with the hollow part 11 . Therefore, regardless of the state of the shaft 10 , the state of communication between the hollow portion 11 and the internal space 500 is maintained, so the hollow portion 11 always communicates with the air control mechanism 60 . Therefore, regardless of the position of the shaft 10, when the positive pressure solenoid valve 63A is closed and the negative pressure solenoid valve 63B is opened in the air control mechanism 60, the air flow passage 202A, the control passage 501, the internal space 500, and the communication hole 12 are closed. Air in the hollow portion 11 is sucked through the hole. As a result, a negative pressure can be generated in the hollow portion 11 . That is, since a negative pressure can be generated at the tip portion 10A of the shaft 10, the workpiece W can be sucked onto the tip portion 10A of the shaft 10. FIG. In addition, as described above, a gap is also formed between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 . However, this gap is smaller than the gap forming the internal space 500 (that is, the gap formed between the inner surface of the through hole 51A and the outer surface of the shaft 10). Therefore, by closing the positive pressure solenoid valve 63A and opening the negative pressure solenoid valve 63B in the air control mechanism 60, even if the air is sucked from the internal space 500, the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 will not be in contact with each other. It is possible to suppress the flow rate of the air flowing through the gap. As a result, a negative pressure that can pick up the work W can be generated at the tip portion 10A of the shaft 10 . On the other hand, regardless of the position of the shaft 10 , positive pressure can be generated in the hollow portion 11 by opening the positive pressure electromagnetic valve 63 A and closing the negative pressure electromagnetic valve 63 B in the air control mechanism 60 . That is, since a positive pressure can be generated at the tip portion 10A of the shaft 10, the workpiece W can be quickly detached from the tip portion 10A of the shaft 10. FIG.

（ピックアンドプレイス動作）
アクチュエータ１を用いたワークＷのピックアンドプレイスについて説明する。ピックアンドプレイスは、コントローラ７が所定のプログラムを実行することにより行われる。ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０がワークＷに接触するまでは、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂは共に閉じた状態とする。この場合、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力は大気圧となる。そして、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向下側に移動させる。シャフト１０がワークＷに接触すると、直動モータ３０を停止させる。その後、シャフト１０に加わる荷重をフィードバック制御しつつ負圧電磁弁６３Ｂを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させ、ワークＷをシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付ける。さらにその後に、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に移動させる。このときに、必要に応じて、回転モータ２０によりシャフト１０を回転させる。このようにして、ワークＷのピックアップを実施することができる。(Pick and place operation)
Pick-and-place of the work W using the actuator 1 will be described. Pick-and-place is performed by the controller 7 executing a predetermined program. When the workpiece W is picked up, the positive pressure electromagnetic valve 63A and the negative pressure electromagnetic valve 63B are both closed until the shaft 10 contacts the workpiece W. In this case, the pressure at the tip portion 10A of the shaft 10 becomes the atmospheric pressure. Then, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 downward in the Z-axis direction. When the shaft 10 contacts the work W, the direct-acting motor 30 is stopped. After that, by opening the negative pressure solenoid valve 63B while feedback-controlling the load applied to the shaft 10, a negative pressure is generated at the tip portion 10A of the shaft 10, and the workpiece W is attracted to the tip portion 10A of the shaft 10. After that, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 upward in the Z-axis direction. At this time, the shaft 10 is rotated by the rotary motor 20 as required. In this way, the work W can be picked up.

次に、ワークＷのプレイス時には、ワークＷが先端部１０Ａに吸い付いている状態のシャフト１０を直動モータ３０によりＺ軸方向の下側に移動させる。このときには、正圧電磁弁６３Ａが閉じられており且つ負圧電磁弁６３Ｂが開かれている。そして、ワークＷが他の部材に接触すると、直動モータ３０を停止させる。その後、シャフト１０に加わる荷重をフィードバック制御しつつ負圧電磁弁６３Ｂを閉じ且つ正圧電磁弁６３Ａを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させる。さらにその後に、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向の上側に移動させることにより、シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷから離れる。このようにして、ワークＷのプレイスを実施することができる。 Next, when the work W is placed, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 with the work W attached to the tip 10A downward in the Z-axis direction. At this time, the positive pressure solenoid valve 63A is closed and the negative pressure solenoid valve 63B is opened. Then, when the work W comes into contact with another member, the direct-acting motor 30 is stopped. Thereafter, while feedback-controlling the load applied to the shaft 10, the negative pressure solenoid valve 63B is closed and the positive pressure solenoid valve 63A is opened, thereby generating positive pressure at the tip portion 10A of the shaft 10. FIG. After that, the shaft 10 is moved upward in the Z-axis direction by the direct-acting motor 30, so that the tip portion 10A of the shaft 10 is separated from the work W. As shown in FIG. Thus, work W can be placed.

ここで、ワークＷのピックアップ時及びプレイス時にシャフト１０及びワークＷに対して荷重を加えている。例えば、ワークＷのピックアップ時には、ワークＷにシャフト１０を押し付けた状態で先端部１０Ａに負圧を発生させることにより、ワークＷをより確実にピックアップすることが可能となると共に、ワークＷを吸引したときにワークＷが勢いよく先端部１０Ａに衝突して破損することを抑制できる。一方、ワークＷにシャフト１０を押し付けるときに、ワークＷに加わる荷重が大きすぎると、ワークＷが破損する虞がある。したがって、ワークＷに加わる荷重を検出しつつワークＷに適切な荷重を加えることにより、ワークＷの破損を抑制しつつ、より確実なワークＷのピックアップが可能となる。また、プレイス時においても、ワークＷに適切な荷重を加えることが求められる場合もある。例えば、ワークＷを他の部材に接着剤を用いて接着する場合には、接着の特性に応じた荷重を加える必要がある。このときにも、ワークＷに加わる荷重を適切に制御することにより、より確実な接着が可能となる。 Here, a load is applied to the shaft 10 and the work W when the work W is picked up and placed. For example, when picking up the work W, by generating a negative pressure at the tip portion 10A while the shaft 10 is pressed against the work W, the work W can be picked up more reliably and the work W can be sucked. Sometimes, it is possible to prevent the work W from vigorously colliding with the tip portion 10A and being damaged. On the other hand, if the load applied to the work W when the shaft 10 is pressed against the work W is too large, the work W may be damaged. Therefore, by applying an appropriate load to the work W while detecting the load applied to the work W, it becomes possible to pick up the work W more reliably while suppressing breakage of the work W. Also, it may be required to apply an appropriate load to the workpiece W during placement. For example, when bonding the work W to another member using an adhesive, it is necessary to apply a load according to the bonding characteristics. Also at this time, by appropriately controlling the load applied to the workpiece W, more reliable bonding becomes possible.

そして、ワークＷのピックアップ時及びプレイス時において、ひずみゲージ３７を用いてワークＷ及びシャフト１０に加わる荷重を検出することができる。例えば、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０がワークＷに接触すると、シャフト１０とワークＷとの間に荷重が発生し、その後にシャフト１０の先端部１０ＡがワークＷをさらに押すと、シャフト１０及びとワークＷに加わる荷重が増加する。すなわち、シャフト１０がワークＷに力を加えたときの反作用によって、シャフト１０がワークＷから力を受ける。このシャフト１０がワークＷから受ける力は、連結アーム３６に対してひずみを発生させる方向に作用する。すなわち、このときに連結アーム３６にひずみが生じる。このひずみは、ひずみゲージ３７によって検出される。そして、ひずみゲージ３７が検出するひずみは、シャフト１０がワークＷから受ける力と相関関係にある。このため、ひずみゲージ３７の検出値に基づいて、ワークＷからシャフト１０が受ける力、すなわち、シャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができる。ひずみゲージ３７の検出値と荷重との関係は予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。ワークＷのプレイス時においても同様にして、ひずみゲージ３７の検出値に基づいて、ワークＷ及びシャフト１０に加わる荷重を検出することができる。このように、ひずみゲージ３７の検出値に基づいてシャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができるため、ワークＷのピックアップ時及びプレイス時に夫々適切な荷重を加えることができる。 Then, when the work W is picked up and placed, the load applied to the work W and the shaft 10 can be detected using the strain gauge 37 . For example, when the workpiece W is picked up, when the shaft 10 comes into contact with the workpiece W, a load is generated between the shaft 10 and the workpiece W. After that, when the distal end portion 10A of the shaft 10 further pushes the workpiece W, the shaft 10 and the load applied to the workpiece W increases. That is, the shaft 10 receives force from the work W due to reaction when the shaft 10 applies force to the work W. As shown in FIG. The force that the shaft 10 receives from the workpiece W acts in a direction that causes strain on the connecting arm 36 . That is, strain is generated in the connecting arm 36 at this time. This strain is detected by strain gauge 37 . The strain detected by the strain gauge 37 is correlated with the force the shaft 10 receives from the workpiece W. Therefore, the force that the shaft 10 receives from the work W, that is, the load generated between the shaft 10 and the work W can be detected based on the detected value of the strain gauge 37 . The relationship between the detected value of the strain gauge 37 and the load can be obtained in advance through experiments, simulations, or the like. Similarly, when the work W is placed, the load applied to the work W and the shaft 10 can be detected based on the detection value of the strain gauge 37 . In this way, the load generated between the shaft 10 and the work W can be detected based on the detected value of the strain gauge 37, so that an appropriate load can be applied when the work W is picked up and placed. .

なお、ひずみゲージ３７のひずみによる抵抗値変化は極めて微少であるため、ホイートストンブリッジ回路を利用して、電圧変化として取り出している。アクチュエータ１では、第一ひずみゲージ３７Ａに係るブリッジ回路の出力と、第二ひずみゲージ３７Ｂに係るブリッジ回路の出力とを並列に接続している。このように、両ブリッジ回路の出力を並列に接続することにより、以下のような温度の影響を取り除いた電圧変化を得ている。 Since the resistance value change due to the strain of the strain gauge 37 is extremely small, it is taken out as a voltage change using a Wheatstone bridge circuit. In the actuator 1, the output of the bridge circuit relating to the first strain gauge 37A and the output of the bridge circuit relating to the second strain gauge 37B are connected in parallel. By connecting the outputs of both bridge circuits in parallel in this way, the following voltage changes are obtained with the effect of temperature removed.

ここで、温度の影響による連結アーム３６のひずみがないと仮定した場合には、第一ひずみゲージ３７Ａと第二ひずみゲージ３７Ｂとの夫々で検出される荷重は略同じになる。しかし、例えば、直動モータ３０の作動頻度が高く、且つ、回転モータ２０の作動頻度が低い場合には、直動モータ３０側の温度が回転モータ２０側の温度よりも高くなるため、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとの間では、直動テーブル３３のＺ軸方向の膨張量が、回転モータ２０のＺ軸方向の膨張量よりも大きくなる。これにより、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとが平行でなくなり、回転モータ２０側よりも直動モータ３０側の方が、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとの距離が大きくなる。このときには、第一ひずみゲージ３７Ａは縮み、第二ひずみゲージ３７Ｂは伸びる。この場合、第一ひずみゲージ３７Ａの出力は、見かけ上、正の荷重の発生を示し、第二ひずみゲージ３７Ｂの出力は、見かけ上、負の荷重の発生を示す。このときには、第一アーム３６Ａ及び第二アーム３６Ｂに、直動テーブル３３のＺ軸方向の膨張量と回転モータ２０のＺ軸方向の膨張量との差によって生じる力が逆方向に等しくかかっているため、第一ひずみゲージ３７Ａの出力と、第二ひずみゲージ３７Ｂの出力とは、絶対値が等しく正負が異なっている。そのため、両ひずみゲージの出力を並列に接続することにより、温度の影響による出力を互いに打ち消すことができるため、別途温度に応じた補正を行う必要がない。そのため、簡易且つ高精度に荷重を検出することができる。このように、両ブリッジ回路の出力を並列に接続することにより、温度の影響を取り除いた電圧変化を得ることができ、この電圧変化はシャフト１０とワークＷとの間に発生する荷重に応じた値になる。 Here, if it is assumed that the connecting arm 36 is not distorted due to the influence of temperature, the loads detected by the first strain gauge 37A and the second strain gauge 37B are substantially the same. However, for example, when the frequency of operation of the linear motor 30 is high and the frequency of operation of the rotary motor 20 is low, the temperature on the side of the linear motion motor 30 becomes higher than the temperature on the side of the rotary motor 20. Between the arm 36A and the second arm 36B, the expansion amount of the linear motion table 33 in the Z-axis direction becomes larger than the expansion amount of the rotary motor 20 in the Z-axis direction. As a result, the first arm 36A and the second arm 36B are no longer parallel, and the distance between the first arm 36A and the second arm 36B becomes greater on the direct motor 30 side than on the rotary motor 20 side. At this time, the first strain gauge 37A contracts and the second strain gauge 37B expands. In this case, the output of the first strain gauge 37A apparently indicates the generation of a positive load, and the output of the second strain gauge 37B apparently indicates the generation of a negative load. At this time, the force generated by the difference between the expansion amount of the linear motion table 33 in the Z-axis direction and the expansion amount of the rotary motor 20 in the Z-axis direction is applied equally to the first arm 36A and the second arm 36B in opposite directions. Therefore, the output of the first strain gauge 37A and the output of the second strain gauge 37B have the same absolute value and different polarities. Therefore, by connecting the outputs of both strain gauges in parallel, it is possible to cancel out the outputs due to the influence of temperature, so that there is no need to separately perform correction according to the temperature. Therefore, the load can be detected easily and with high accuracy. Thus, by connecting the outputs of both bridge circuits in parallel, it is possible to obtain a voltage change from which the influence of temperature is removed, and this voltage change corresponds to the load generated between the shaft 10 and the workpiece W. be a value.

なお、本実施形態においては、ひずみゲージ３７を２つ設けているが、これに代えて、第一ひずみゲージ３７Ａまたは第二ひずみゲージ３７Ｂの何れか一方のみを設けていてもよい。この場合、ひずみゲージ３７の検出値を周知の技術を用いて温度に応じて補正する。ひずみゲージ３７を１つ設けた場合であっても、ひずみゲージ３７の出力はシャフト１０とワークＷとの間に発生する荷重に応じた値になるため、ひずみゲージ３７の検出値に基づいて、シャフト１０とワークＷとの間に発生する荷重を検出することができる。また、上記アクチュエータ１においては、連結アーム３６にひずみゲージ３７を設けているが、シャフト１０とワークＷとの間に荷重が発生したときに、その荷重に応じてひずみが発生する部材であれば、他の部材にひずみゲージ３７を設けることもできる。例えば、回転モータ２０の出力軸２１を支持する２つの軸受にひずみゲージ３７を設けることもできる。また、例えば、連結アーム３５にひずみゲージ３７を設けることもできる。 Although two strain gauges 37 are provided in this embodiment, either the first strain gauge 37A or the second strain gauge 37B may be provided instead. In this case, the detected value of the strain gauge 37 is corrected according to the temperature using a well-known technique. Even if one strain gauge 37 is provided, the output of the strain gauge 37 is a value corresponding to the load generated between the shaft 10 and the workpiece W. Therefore, based on the detected value of the strain gauge 37, A load generated between the shaft 10 and the work W can be detected. In the actuator 1, the connecting arm 36 is provided with the strain gauge 37. However, when a load is generated between the shaft 10 and the workpiece W, any member that generates strain in accordance with the load can be used. , the strain gauge 37 can also be provided on another member. For example, the strain gauges 37 may be provided on two bearings that support the output shaft 21 of the rotary motor 20 . Also, for example, a strain gauge 37 can be provided on the connecting arm 35 .

このように、連結アーム３６にひずみゲージ３７を設けることにより、ワークＷにシャフト１０が接したことを検出することができる。ここで、ＡＭＰ出力には商用電源の周波数に応じたノイズが含まれる。そのため、ワークＷに加わる荷重を精度よく検出するためには、ローパスフィルタ７２によってノイズを低減する必要が生じる。しかし、ＬＰＦ出力にはＡＭＰ出力に対して位相遅れが生じる。そのため、シャフト１０が下降している場合には、ＬＰＦ出力に基づいてワークＷに加わる荷重を検出していると、直動モータ３０を停止させるタイミングが遅れて、ワークＷに必要以上の荷重が加わる虞がある。また、ＬＰＦ出力の位相遅れを考慮してシャフト１０の下降速度を低く設定すると、タクトタイムが長くなってしまう。一方、位相遅れをなくすためにＡＭＰ出力を用いて荷重を検出すると、ノイズの影響によりワークＷに必要以上の荷重が加わる虞がある。 By providing the strain gauge 37 on the connecting arm 36 in this manner, contact of the shaft 10 with the workpiece W can be detected. Here, the AMP output contains noise corresponding to the frequency of the commercial power supply. Therefore, in order to accurately detect the load applied to the workpiece W, it is necessary to reduce noise by the low-pass filter 72 . However, the LPF output has a phase delay with respect to the AMP output. Therefore, when the shaft 10 is descending, if the load applied to the work W is detected based on the LPF output, the timing to stop the linear motion motor 30 is delayed, and the work W is subjected to an excessive load. likely to join. Further, if the lowering speed of the shaft 10 is set in consideration of the phase delay of the LPF output, the tact time becomes longer. On the other hand, if the AMP output is used to detect the load in order to eliminate the phase delay, there is a risk that an excessive load will be applied to the work W due to the influence of noise.

そこで本実施形態では、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０がワークＷに接触するまでは、シャフト１０及びワークＷに加わる荷重をＡＭＰ出力に基づいて検出し、シャフト１０がワークＷに接触した後は、シャフト１０及びワークＷに加わる荷重をＬＰＦ出力に基づいて検出する。ここで、シャフト１０がワークＷに接触したか否かを判定するためには、シャフト１０に加わる荷重が増加したか否かを判定すればよいため、ＡＭＰ出力に基づいて検出される荷重の精度で足りる。そして、ＡＭＰ出力には位相遅れがないため、シャフト１０がワークＷに接触すると直ぐにＡＭＰ出力が変化して、シャフト１０がワークＷに接触したことを検出できる。したがって、シャフト１０が必要以上に下降してワークＷに必要以上の荷重が加わることが抑制できる。一方、シャフト１０がワークＷに接触した後には、ワークＷに適切な荷重を加える必要があるため、荷重を正確に検出する必要がある。そのため、荷重の検出精度が高いＬＰＦ出力を用いて荷重を検出する。そして、ＬＰＦ出力を用いて直動モータ３０のフィードバック制御を行う。このときに、ＬＰＦ出力に位相遅れがあったとしても、フィードバック制御時にシャフト１０が比較的低速で移動すれば位相遅れの影響が小さくなるため、シャフト１０に必要以上の荷重が加わることを抑制できる。ワークＷのプレイス時においても同様に、考えることができる。すなわち、ワークＷのプレイス時において、ワークＷが他の部材に接触するまでは、シャフト１０及びワークＷに加わる荷重をＡＭＰ出力に基づいて検出し、ワークＷが他の部材に接触した後は、シャフト１０及びワークＷに加わる荷重をＬＰＦ出力に基づいて検出する。 Therefore, in this embodiment, when the workpiece W is picked up, the load applied to the shaft 10 and the workpiece W is detected based on the AMP output until the shaft 10 contacts the workpiece W, and after the shaft 10 contacts the workpiece W, the load applied to the workpiece W is detected. detects the load applied to the shaft 10 and the workpiece W based on the LPF output. Here, in order to determine whether or not the shaft 10 has come into contact with the workpiece W, it is sufficient to determine whether or not the load applied to the shaft 10 has increased. is enough. Since the AMP output has no phase delay, the AMP output changes immediately when the shaft 10 contacts the work W, and the contact of the shaft 10 with the work W can be detected. Therefore, it is possible to prevent the shaft 10 from descending more than necessary and applying an excessive load to the work W. On the other hand, since it is necessary to apply an appropriate load to the work W after the shaft 10 contacts the work W, it is necessary to detect the load accurately. Therefore, the load is detected using the LPF output with high load detection accuracy. Feedback control of the direct-acting motor 30 is performed using the LPF output. At this time, even if there is a phase delay in the LPF output, if the shaft 10 moves at a relatively low speed during feedback control, the influence of the phase delay will be reduced, so that it is possible to suppress the application of an excessive load to the shaft 10. . The placement of the work W can be similarly considered. That is, when the work W is placed, the load applied to the shaft 10 and the work W is detected based on the AMP output until the work W contacts another member. A load applied to the shaft 10 and the work W is detected based on the LPF output.

（ピックアンドプレイス制御）
次に、ピックアンドプレイスの具体的な制御について説明する。このピックアンドプレイスは、コントローラ７が所定のプログラムを実行することにより行われる。なお、本実施形態では、ひずみゲージ３７の出力（ＡＭＰ出力またはＬＰＦ出力）を荷重に置き換えて、この荷重に基づいて直動モータ３０を制御するが、これに代えて、ひずみゲージ３７の出力（ＡＭＰ出力またはＬＰＦ出力）に基づいて、直動モータ３０を直接制御してもよい。まずは、ピックアップ処理について説明する。図５は、ピックアップ処理のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、コントローラ７によって所定の時間毎に実行される。この所定の時間は、タクトタイムに応じて設定される。初期状態では、シャフト１０は、ワークＷから十分に距離がある。(Pick and place control)
Next, specific control of pick-and-place will be described. This pick-and-place is performed by the controller 7 executing a predetermined program. In this embodiment, the output of the strain gauge 37 (AMP output or LPF output) is replaced with a load, and the linear motion motor 30 is controlled based on this load. AMP output or LPF output), the direct-acting motor 30 may be directly controlled. First, the pick-up process will be explained. FIG. 5 is a flow chart showing the flow of pick-up processing. This flowchart is executed by the controller 7 at predetermined time intervals. This predetermined time is set according to the tact time. The shaft 10 is sufficiently distant from the workpiece W in the initial state.

ステップＳ１０１では、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂを共に閉じた状態とする。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力を大気圧とする。さらに、ローパスフィルタ７２の機能を停止させる。そのため、コントローラ７には、ＡＭＰ出力が入力される。すなわち、ローパスフィルタ７２に起因した位相遅れがない信号がコントローラ７に入力される。ステップＳ１０２では、シャフト１０を下降させる。すなわち、シャフト１０がＺ軸方向の下側に移動するように、直動モータ３０を駆動させる。なお、リニアエンコーダ３８により可動子３２の位置を検出し、可動子３２の位置が所定の位置に達するまでは、比較的高速でシャフト１０を下降させてもよい。ここでいう所定の位置とは、シャフト１０がワークＷに接触する直前の可動子３２の位置とする。この所定の位置は、ワークＷごとに予め設定しておく。 In step S101, the positive pressure solenoid valve 63A and the negative pressure solenoid valve 63B are both closed. That is, let the pressure at the tip portion 10A of the shaft 10 be the atmospheric pressure. Furthermore, the function of the low-pass filter 72 is stopped. Therefore, the AMP output is input to the controller 7 . That is, a signal with no phase delay caused by the low-pass filter 72 is input to the controller 7 . In step S102, the shaft 10 is lowered. That is, the direct-acting motor 30 is driven so that the shaft 10 moves downward in the Z-axis direction. The position of the mover 32 may be detected by the linear encoder 38, and the shaft 10 may be lowered at a relatively high speed until the position of the mover 32 reaches a predetermined position. The predetermined position referred to here is the position of the mover 32 immediately before the shaft 10 contacts the work W. As shown in FIG. This predetermined position is set in advance for each workpiece W. As shown in FIG.

ステップＳ１０３では、ＡＭＰ出力に基づいてシャフト１０に加わる荷重を検出する。ステップＳ１０４では、シャフト１０に加わる荷重が、第一所定荷重以上であるか否か判定される。ここでいう第一所定荷重は、シャフト１０がワークＷに接触したと判定される荷重である。すなわち、本ステップＳ１０４では、シャフト１０がワークＷに接触したか否か判定している。本実施形態においては第一所定荷重が、本発明における閾値に相当する。ステップＳ１０４で肯定判定された場合には、ステップＳ１０５へ進み、否定判定された場合にはステップＳ１０３へ戻る。したがって、シャフト１０に加わる荷重が第一所定荷重以上になるまで、直動モータ３０がシャフト１０をＺ軸方向の下側に移動させる。 In step S103, the load applied to the shaft 10 is detected based on the AMP output. In step S104, it is determined whether or not the load applied to the shaft 10 is greater than or equal to the first predetermined load. The first predetermined load referred to here is the load at which it is determined that the shaft 10 has come into contact with the workpiece W. As shown in FIG. That is, in this step S104, it is determined whether or not the shaft 10 has come into contact with the work W. In this embodiment, the first predetermined load corresponds to the threshold in the invention. If the determination in step S104 is affirmative, the process proceeds to step S105, and if the determination is negative, the process returns to step S103. Therefore, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 downward in the Z-axis direction until the load applied to the shaft 10 becomes equal to or greater than the first predetermined load.

ステップＳ１０５では、直動モータ３０によるシャフト１０の下降を停止させる。ステップＳ１０６では、ローパスフィルタ７２を機能させる。そうすると、コントローラ７にはＬＰＦ出力が入力される。そして、ステップＳ１０７では、ＬＰＦ出力に基づいた直動モータ３０のフィードバック制御が開始される。このフィードバック制御では、ＬＰＦ出力に基づいて、シャフト１０に加わる荷重を検出し、この荷重が第二所定荷重に近付くように、直動モータ３０の制御が実施される。第二所定荷重は、第一所定荷重よりも大きな荷重であり、ワークＷのピックアップに適切な荷重である。なお、本実施形態においては第二所定荷重が、本発明における所定の荷重に相当する。このフィードバック制御には周知の技術を用いることができる。このときに検出される荷重は、位相遅れがあるものの、ノイズが低減されているために精度が高い。また、位相遅れがあったとしても、シャフト１０の移動速度が低いため、位相遅れの影響は小さい。なお、本実施形態ではステップＳ１０５において直動モータ３０によるシャフト１０の下降を停止させた後に、ステップＳ１０７において直動モータ３０のフィードバック制御を開始しているが、直動モータ３０によるシャフト１０の下降の停止は必ずしも必要ではなく、したがって、ステップＳ１０７の処理を省略することもできる。すなわち、直動モータ３０が下降している状態で、ステップＳ１０７において直動モータ３０のフィードバック制御を開始してもよい。 In step S105, the descent of the shaft 10 by the direct-acting motor 30 is stopped. At step S106, the low-pass filter 72 is activated. Then, the LPF output is input to the controller 7 . Then, in step S107, feedback control of the linear motion motor 30 based on the LPF output is started. In this feedback control, the load applied to the shaft 10 is detected based on the LPF output, and the linear motion motor 30 is controlled so that this load approaches the second predetermined load. The second predetermined load is a load larger than the first predetermined load, and is a load suitable for picking up the workpiece W. In addition, in this embodiment, the second predetermined load corresponds to the predetermined load in the present invention. A well-known technique can be used for this feedback control. Although the load detected at this time has a phase delay, the noise is reduced, so the accuracy is high. Moreover, even if there is a phase delay, the influence of the phase delay is small because the moving speed of the shaft 10 is low. In this embodiment, after stopping the descent of the shaft 10 by the linear motor 30 in step S105, the feedback control of the linear motor 30 is started in step S107. is not necessarily required, and therefore the processing of step S107 can be omitted. That is, the feedback control of the linear motion motor 30 may be started in step S107 while the linear motion motor 30 is descending.

ステップＳ１０８では、負圧電磁弁６３Ｂが開かれる。なお、正圧電磁弁６３Ａは閉弁状態が維持される。これにより、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させ、ワークＷをシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付ける。そして、ステップＳ１０９で上記フィードバック制御を終了させ、ステップＳ１１０でシャフト１０を上昇させる。このときには、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に所定距離だけ移動させる。このときに、必要に応じて、回転モータ２０によりシャフト１０を回転させてもよい。その後、ステップＳ１１１では、ローパスフィルタ７２の機能を停止させる。このようにして、ワークＷをピックアップすることができる。 In step S108, the negative pressure electromagnetic valve 63B is opened. The positive pressure solenoid valve 63A is kept closed. As a result, a negative pressure is generated at the tip portion 10A of the shaft 10, and the workpiece W is attracted to the tip portion 10A of the shaft 10. As shown in FIG. Then, the feedback control is terminated in step S109, and the shaft 10 is raised in step S110. At this time, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 upward in the Z-axis direction by a predetermined distance. At this time, the shaft 10 may be rotated by the rotary motor 20 as necessary. After that, in step S111, the function of the low-pass filter 72 is stopped. Thus, the work W can be picked up.

なお、ステップＳ１０８の処理が終了してから所定時間後にステップＳ１０９の処理を実施してもよい。ここでいう所定時間は、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力が、エア制御機構６０により供給される負圧と略等しくなるまでの時間として設定される。これにより、先端部１０Ａの圧力が、ワークＷをピックアップ可能な圧力まで低下した後にシャフト１０を上昇させることができるので、より確実にワークＷをピックアップすることができる。また、ステップＳ１０７からステップＳ１０９において、シャフト１０に加わる荷重が第二所定荷重となるようにフィードバック制御を実施しているが、これに代えて、シャフト１０に加わる荷重が第二所定荷重となるまで直動モータ３０を制御し、シャフト１０に加わる荷重が第二所定荷重となったときに直動モータ３０を停止させ、その後にステップＳ１０８の処理を実施してもよい。すなわち、ワークＷのピックアップ時において、ＬＰＦ出力に基づいた直動モータ３０のフィードバック制御は必ずしも必要ではない。 Note that the process of step S109 may be performed after a predetermined time has passed since the process of step S108 is completed. The predetermined time here is set as the time until the pressure at the tip portion 10</b>A of the shaft 10 becomes substantially equal to the negative pressure supplied by the air control mechanism 60 . As a result, the shaft 10 can be raised after the pressure of the tip portion 10A has decreased to a pressure that allows the work W to be picked up, so that the work W can be picked up more reliably. Further, in steps S107 to S109, feedback control is performed so that the load applied to the shaft 10 becomes the second predetermined load. The direct-acting motor 30 may be controlled to stop the direct-acting motor 30 when the load applied to the shaft 10 reaches the second predetermined load, and then the process of step S108 may be performed. In other words, feedback control of the linear motion motor 30 based on the LPF output is not necessarily required when picking up the workpiece W.

次に、プレイス処理について説明する。図６は、プレイス処理のフローを示したフローチャートである。プレイス処理は、図５に示したピックアップ処理の後に、コントローラ７によって実行される。プレイス処理の開始時には、シャフト１０の先端にワークＷが吸い付けられている。すなわち、正圧電磁弁６３Ａが閉じ、負圧電磁弁６３Ｂが開いた状態となっている。また、ステップＳ１１１の処理によりローパスフィルタ７２の機能は停止されている。ステップＳ２０１では、シャフト１０を下降させる。すなわち、シャフト１０がＺ軸方向の下側に移動するように、直動モータ３０を駆動させる。このときの下降速度は、ステップＳ１０２において設定される下降速度と同じ速度に設定してもよく、異なる下降速度に設定してもよい。ステップＳ２０２では、ＡＭＰ出力に基づいて、シャフト１０に加わる荷重を検出する。ステップＳ２０３では、シャフト１０に加わる荷重が、第三所定荷重以上であるか否か判定される。なお、第三所定荷重は、ワークＷが他の部材に接触したと判定される荷重である。第三所定荷重は、ステップＳ１０４における第一所定荷重と同じあってもよく、異なっていてもよい。なお、本実施形態では第三所定荷重が、本発明における閾値に相当する。ステップＳ２０３で肯定判定された場合には、ステップＳ２０４へ進み、否定判定された場合にはステップＳ２０２へ戻る。したがって、シャフト１０に加わる荷重が第三所定荷重以上になるまで、直動モータ３０がシャフト１０をＺ軸方向の下側に移動させる。 Next, the place processing will be explained. FIG. 6 is a flow chart showing the flow of the place processing. The place processing is executed by the controller 7 after the pickup processing shown in FIG. At the start of the place process, the work W is attracted to the tip of the shaft 10 . That is, the positive pressure electromagnetic valve 63A is closed and the negative pressure electromagnetic valve 63B is open. Also, the function of the low-pass filter 72 is stopped by the process of step S111. In step S201, the shaft 10 is lowered. That is, the direct-acting motor 30 is driven so that the shaft 10 moves downward in the Z-axis direction. The descending speed at this time may be set to the same descending speed as the descending speed set in step S102, or may be set to a different descending speed. In step S202, the load applied to the shaft 10 is detected based on the AMP output. In step S203, it is determined whether or not the load applied to the shaft 10 is equal to or greater than the third predetermined load. In addition, the third predetermined load is a load determined to have caused the workpiece W to come into contact with another member. The third predetermined load may be the same as or different from the first predetermined load in step S104. In addition, in this embodiment, the third predetermined load corresponds to the threshold in the present invention. If the determination in step S203 is affirmative, the process proceeds to step S204, and if the determination is negative, the process returns to step S202. Therefore, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 downward in the Z-axis direction until the load applied to the shaft 10 becomes equal to or greater than the third predetermined load.

ステップＳ２０４では、直動モータ３０によるシャフト１０の下降を停止させる。ステップＳ２０５では、ローパスフィルタ７２を機能させる。そうすると、コントローラ７にはＬＰＦ出力が入力される。そして、ステップＳ２０６では、ＬＰＦ出力に基づいた直動モータ３０のフィードバック制御が開始される。このフィードバック制御では、ＬＰＦ出力に基づいて、シャフト１０に加わる荷重を検出し、この荷重が第四所定荷重に近付くように、直動モータ３０の制御が実施される。第四所定荷重は、第三所定荷重よりも大きな荷重であり、ワークＷのプレイスに適切な荷重である。なお、本実施形態においては第四所定荷重が、本発明における所定の荷重に相当する。このフィードバック制御には周知の技術を用いることができる。このときに検出される荷重は、位相遅れがあるものの、ノイズが低減されているために精度が高い。また、位相遅れがあったとしても、シャフト１０の移動速度が低いため、位相遅れの影響は小さい。なお、本実施形態ではステップＳ２０４において直動モータ３０によるシャフト１０の下降を停止させた後に、ステップＳ２０６において直動モータ３０のフィードバック制御を開始しているが、直動モータ３０によるシャフト１０の下降の停止は必ずしも必要ではなく、したがって、ステップＳ２０４の処理を省略することもできる。すなわち、直動モータ３０が下降している状態で、ステップＳ２０６において直動モータ３０のフィードバック制御を開始してもよい。 In step S204, the descent of the shaft 10 by the direct-acting motor 30 is stopped. At step S205, the low-pass filter 72 is activated. Then, the LPF output is input to the controller 7 . Then, in step S206, feedback control of the linear motion motor 30 based on the LPF output is started. In this feedback control, the load applied to the shaft 10 is detected based on the LPF output, and the linear motion motor 30 is controlled so that this load approaches the fourth predetermined load. The fourth predetermined load is a load larger than the third predetermined load, and is a load suitable for placing the workpiece W. In addition, in this embodiment, the fourth predetermined load corresponds to the predetermined load in the present invention. A well-known technique can be used for this feedback control. Although the load detected at this time has a phase delay, the noise is reduced, so the accuracy is high. Moreover, even if there is a phase delay, the influence of the phase delay is small because the moving speed of the shaft 10 is low. In this embodiment, after stopping the descent of the shaft 10 by the linear motor 30 in step S204, the feedback control of the linear motor 30 is started in step S206. is not necessarily required, and therefore the process of step S204 can be omitted. That is, the feedback control of the linear motion motor 30 may be started in step S206 while the linear motion motor 30 is descending.

ステップＳ２０７では、正圧電磁弁６３Ａが開かれ、負圧電磁弁６３Ｂが閉じられる。これにより、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させ、シャフト１０からワークＷを脱離させる。そして、ステップＳ２０８で上記フィードバック制御を終了させ、ステップＳ２０９でシャフト１０を上昇させる。すなわち、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に所定距離だけ移動させる。このときに、必要に応じて、回転モータ２０によりシャフト１０を回転させてもよい。その後、ステップＳ２１０では、ローパスフィルタ７２の機能を停止する。このようにして、ワークＷをプレイスすることができる。 In step S207, the positive pressure solenoid valve 63A is opened and the negative pressure solenoid valve 63B is closed. As a result, a positive pressure is generated at the tip portion 10A of the shaft 10 and the workpiece W is detached from the shaft 10 . Then, the feedback control is terminated in step S208, and the shaft 10 is raised in step S209. That is, the direct-acting motor 30 moves the shaft 10 upward in the Z-axis direction by a predetermined distance. At this time, the shaft 10 may be rotated by the rotary motor 20 as necessary. After that, in step S210, the function of the low-pass filter 72 is stopped. Thus, the work W can be placed.

なお、ステップＳ２０７の処理が終了してから所定時間後にステップＳ２０８の処理を実施してもよい。ここでいう所定時間は、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力が、エア制御機構６０により供給される正圧と略等しくなるまでの時間として設定される。これにより、先端部１０Ａの圧力が、ワークＷを脱離可能な圧力まで上昇した後にシャフト１０を上昇させることができるので、より確実にワークＷをプレイスすることができる。また、ステップＳ２０６からステップＳ２０８において、シャフト１０に加わる荷重が第四所定荷重となるようにフィードバック制御を実施しているが、これに代えて、シャフト１０に加わる荷重が第四所定荷重となるまで直動モータ３０を制御し、シャフト１０に加わる荷重が第四所定荷重となったときに直動モータ３０を停止させ、その後にステップＳ２０７の処理を実施してもよい。すなわち、ワークＷのプレイス時において、ＬＰＦ出力に基づいた直動モータ３０のフィードバック制御は必ずしも必要ではない。 Note that the process of step S208 may be performed after a predetermined time has passed since the process of step S207 is completed. The predetermined time referred to here is set as the time until the pressure at the tip portion 10</b>A of the shaft 10 becomes approximately equal to the positive pressure supplied by the air control mechanism 60 . As a result, the shaft 10 can be raised after the pressure of the tip portion 10A rises to a pressure that allows the work W to be detached, so that the work W can be placed more reliably. Further, in steps S206 to S208, feedback control is performed so that the load applied to shaft 10 becomes the fourth predetermined load. The linear motion motor 30 may be controlled to stop the linear motion motor 30 when the load applied to the shaft 10 reaches the fourth predetermined load, and then the process of step S207 may be performed. That is, feedback control of the linear motion motor 30 based on the LPF output is not necessarily required when the workpiece W is placed.

以上説明したように本実施形態に係るアクチュエータ１によれば、ひずみゲージ３７の出力に基づいて、シャフト１０に加わる荷重を検出することができる。そして、検出される荷重に基づいて、直動モータ３０を制御することにより、ワークＷに適切な荷重を加えることができるため、ワークＷの破損を抑制しつつ、より確実なワークＷのピックアップアンドプレイスが可能となる。 As described above, the actuator 1 according to this embodiment can detect the load applied to the shaft 10 based on the output of the strain gauge 37 . By controlling the direct-acting motor 30 based on the detected load, an appropriate load can be applied to the work W. Therefore, while suppressing damage to the work W, the work W can be picked up and held more reliably. Placement becomes possible.

また、シャフト１０がワークＷに接するまでは、ローパスフィルタ７２の機能を停止させることにより、検出される荷重に位相遅れが生じることを抑制できる。したがって、シャフト１０に加わる荷重が増加したことを速やかに検出できる。すなわち、ピックアップ時にシャフト１０がワークＷに接触したこと、または、プレイス時にワークＷが他の部材に接触したことを速やかに検出できる。このときに検出される荷重には、商用電源８からのノイズの影響を受けるが、このときにはシャフト１０がワークＷに接したことのみを検出すればよいため、正確な荷重を求める必要がない。すなわち、ＡＭＰ出力に基づいて荷重を検出することにより、位相遅れがない荷重の変化を検出することができるため、ワークＷに必要以上の荷重が加わることを抑制できる。一方、シャフト１０がワークＷに接した後は、ローパスフィルタ７２を機能させてワークＷに加わる荷重をより正確に検出することで、例えばワークＷの破損を抑制できる。このときには、シャフト１０を高速で移動させる必要はないため、位相遅れがあってもその影響は小さい。 Further, by stopping the function of the low-pass filter 72 until the shaft 10 contacts the workpiece W, it is possible to suppress the occurrence of a phase delay in the detected load. Therefore, it is possible to quickly detect that the load applied to the shaft 10 has increased. That is, it is possible to quickly detect the contact of the shaft 10 with the work W during pickup or the contact of the work W with another member during placement. The load detected at this time is affected by noise from the commercial power supply 8, but at this time it is only necessary to detect that the shaft 10 has come into contact with the workpiece W, so there is no need to obtain an accurate load. That is, by detecting the load based on the AMP output, it is possible to detect changes in the load without a phase delay. On the other hand, after the shaft 10 comes into contact with the work W, the low-pass filter 72 is activated to more accurately detect the load applied to the work W, thereby preventing damage to the work W, for example. At this time, since it is not necessary to move the shaft 10 at high speed, even if there is a phase delay, its influence is small.

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ローパスフィルタ７２の機能を停止させることで、位相遅れの影響を低減している。一方、本実施形態では、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を変化させることにより、位相遅れを低減する。すなわち、本実施形態では、ワークＷのピックアップ時に、シャフト１０がワークＷに接触した後は、接触する前よりも、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を低くする。また、本実施形態では、ワークＷのプレイス時に、ワークＷが他の部材に接触した後は、他の部材に接触する前よりも、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を低くする。ここで、遮断周波数を低くすることにより、位相遅れが大きくなる一方で、ノイズの影響が低減する。したがって、シャフト１０がワークＷに接触した後は、接触する前よりも、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を低くすることにより、シャフト１０がワークＷに接触した後のＬＰＦ出力に含まれるノイズを低減することができるため、ワークＷに加わる荷重をより正確に求めることができる。また、シャフト１０がワークＷに接触する前は、位相遅れが小さくなるため、シャフト１０がワークＷに接触したことをより速やかに検出することができる。ワークＷのプレイス時にも同様に考えることができる。<Second embodiment>
In the first embodiment, the effect of phase delay is reduced by stopping the function of the low-pass filter 72 . On the other hand, in this embodiment, the phase delay is reduced by changing the cutoff frequency of the low-pass filter 72 . That is, in the present embodiment, after the shaft 10 contacts the workpiece W when picking up the workpiece W, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is made lower than before the contact. Further, in this embodiment, after the work W contacts another member when the work W is placed, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is made lower than before contacting the other member. Here, by lowering the cutoff frequency, the influence of noise is reduced while the phase delay is increased. Therefore, after the shaft 10 contacts the work W, the cut-off frequency of the low-pass filter 72 is made lower than before the contact, thereby reducing the noise contained in the LPF output after the shaft 10 contacts the work W. Therefore, the load applied to the workpiece W can be obtained more accurately. Further, before the shaft 10 contacts the work W, the phase delay is small, so that the contact of the shaft 10 with the work W can be detected more quickly. The same can be considered when the work W is placed.

（ピックアンドプレイス制御）
次に、ピックアンドプレイスの具体的な制御について説明する。このピックアンドプレイスは、コントローラ７が所定のプログラムを実行することにより行われる。なお、本実施形態では、ひずみゲージ３７の出力（ＬＰＦ出力）を荷重に置き換えて、この荷重に基づいて直動モータ３０を制御するが、これに代えて、ひずみゲージ３７の出力（ＬＰＦ出力）に基づいて、直動モータ３０を直接制御してもよい。まずは、ピックアップ処理について説明する。図７は、ピックアップ処理のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、コントローラ７によって所定の時間毎に実行される。この所定の時間は、タクトタイムに応じて設定される。初期状態では、シャフト１０は、ワークＷから十分に距離がある。図５に示したフローチャートと同じ処理が行われるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。(Pick and place control)
Next, specific control of pick-and-place will be described. This pick-and-place is performed by the controller 7 executing a predetermined program. In this embodiment, the output of the strain gauge 37 (LPF output) is replaced with a load, and the linear motion motor 30 is controlled based on this load. , the direct-acting motor 30 may be directly controlled. First, the pick-up process will be explained. FIG. 7 is a flow chart showing the flow of pick-up processing. This flowchart is executed by the controller 7 at predetermined time intervals. This predetermined time is set according to the tact time. The shaft 10 is sufficiently distant from the workpiece W in the initial state. Steps in which the same processing as in the flowchart shown in FIG. 5 is performed are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

ステップＳ３０１では、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂを共に閉じた状態とする。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力を大気圧とする。さらに、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を比較的高い周波数（以下、高周波数という。）に設定する。コントローラ７には、ＬＰＦ出力が入力されるが、遮断周波数を高周波数に設定するため、ローパスフィルタ７２に起因した位相遅れの影響が小さい信号がコントローラ７に入力される。このときの遮断周波数は、後述のステップＳ３０２で設定される遮断周波数よりも高くする。その後、ステップＳ１０２へ進む。 In step S301, the positive pressure solenoid valve 63A and the negative pressure solenoid valve 63B are both closed. That is, let the pressure at the tip portion 10A of the shaft 10 be the atmospheric pressure. Furthermore, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a relatively high frequency (hereinafter referred to as high frequency). The LPF output is input to the controller 7 , and since the cutoff frequency is set to a high frequency, a signal that is less affected by the phase delay caused by the low-pass filter 72 is input to the controller 7 . The cutoff frequency at this time is set higher than the cutoff frequency set in step S302, which will be described later. After that, the process proceeds to step S102.

また、ステップＳ１０５の処理が完了するとステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２では、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を比較的低い周波数（以下、低周波数という。）に設定する。そして、ステップＳ１０７へ進む。また、ステップＳ１１０でシャフト１０を上昇させた後、ステップＳ３０３へ進み、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を高周波数に設定する。このようにして、ワークＷをピックアップすることができる。 Moreover, when the process of step S105 is completed, it will progress to step S302. In step S302, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a relatively low frequency (hereinafter referred to as low frequency). Then, the process proceeds to step S107. Also, after the shaft 10 is raised in step S110, the process proceeds to step S303 to set the cutoff frequency of the low-pass filter 72 to a high frequency. Thus, the work W can be picked up.

次に、プレイス処理について説明する。図８は、プレイス処理のフローを示したフローチャートである。プレイス処理は、図７に示したピックアップ処理の後に、コントローラ７によって実行される。プレイス処理の開始時には、シャフト１０の先端にワークＷが吸い付けられている。すなわち、正圧電磁弁６３Ａが閉じ、負圧電磁弁６３Ｂが開いた状態となっている。また、ステップＳ３０３の処理によりローパスフィルタ７２の遮断周波数は高周波に設定されている。なお、図６に示したフローチャートと同じ処理が行われるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。 Next, the place processing will be explained. FIG. 8 is a flow chart showing the flow of the place processing. The place processing is executed by the controller 7 after the pickup processing shown in FIG. At the start of the place process, the work W is attracted to the tip of the shaft 10 . That is, the positive pressure electromagnetic valve 63A is closed and the negative pressure electromagnetic valve 63B is open. Also, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a high frequency by the process of step S303. Note that the steps in which the same processing as in the flowchart shown in FIG. 6 is performed are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

ステップＳ２０４の処理が完了するとステップＳ４０１へ進み、ローパスフィルタ７２の遮断周波数が低周波数に設定される。その後、ステップＳ２０６へ進む。また、ステップＳ２０９の処理が完了すると、ステップＳ４０２へ進み、ローパスフィルタ７２の遮断周波数が高周波数に設定される。このようにして、ワークＷをプレイスすることができる。 When the process of step S204 is completed, the process proceeds to step S401, and the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a low frequency. After that, the process proceeds to step S206. Further, when the process of step S209 is completed, the process proceeds to step S402, and the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a high frequency. Thus, the work W can be placed.

以上説明したように本実施形態に係るアクチュエータ１によれば、ピックアップ時にシャフト１０がワークＷに接触するまで、または、プレイス時にワークＷが他の部材に接触するまで、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を高周波数に設定することにより、検出される荷重の位相遅れを低減することができる。したがって、ピックアップ時にシャフト１０がワークＷに接触したこと、または、プレイス時にワークＷが他の部材に接触したことを速やかに検出できる。このときに検出される荷重には、商用電源８からのノイズの影響を受けるが、このときにはシャフト１０がワークＷに接触したこと、または、ワークＷが他の部材に接触したことのみを検出すればよいため、正確な荷重を求める必要がない。すなわち、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を高周波数に設定することにより、位相遅れが小さい荷重を検出することができるため、ワークＷに必要以上の荷重が加わることを抑制できる。一方、ピックアップ時にシャフト１０がワークＷに接触した後、または、プレイス時にワークＷが他の部材に接触した後には、ローパスフィルタ７２の遮断周波数を低周波数に設定することにより、ワークＷに加わる荷重をより正確に検出することで、ワークＷの破損を抑制できる。このときには、シャフト１０を高速で移動させる必要はないため、位相遅れがあってもその影響は小さい。 As described above, according to the actuator 1 according to the present embodiment, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to By setting the frequency to a high frequency, the phase lag of the detected load can be reduced. Therefore, it is possible to quickly detect that the shaft 10 has come into contact with the work W during pickup or that the work W has come into contact with another member during placement. The load detected at this time is affected by noise from the commercial power supply 8, but at this time, only the contact of the shaft 10 with the work W or the contact of the work W with another member is detected. , there is no need to obtain an accurate load. That is, by setting the cut-off frequency of the low-pass filter 72 to a high frequency, it is possible to detect a load with a small phase delay, so that an excessive load applied to the workpiece W can be suppressed. On the other hand, after the shaft 10 contacts the work W during pick-up or after the work W contacts another member during placement, the cutoff frequency of the low-pass filter 72 is set to a low frequency to reduce the load applied to the work W. is detected more accurately, damage to the workpiece W can be suppressed. At this time, since it is not necessary to move the shaft 10 at high speed, even if there is a phase delay, its influence is small.

１・・・アクチュエータ、２・・・ハウジング、１０・・・シャフト、１０Ａ・・・先端部、１１・・・中空部、２０・・・回転モータ、２２・・・固定子、２３・・・回転子、３０・・・直動モータ、３１・・・固定子、３２・・・可動子、３６・・・連結アーム、３７・・・ひずみゲージ、５０・・・シャフトハウジング、６０・・・エア制御機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Actuator 2... Housing 10... Shaft 10A... Tip part 11... Hollow part 20... Rotary motor 22... Stator 23... Rotor 30 Linear motion motor 31 Stator 32 Mover 36 Connecting arm 37 Strain gauge 50 Shaft housing 60 Air control mechanism

Claims (7)

シャフトと、
固定子及び可動子を有する直動モータであって、前記直動モータの前記固定子に対して前記可動子が前記シャフトの中心軸と平行に移動することにより、前記シャフトを前記中心軸の方向に移動させる直動モータと、
前記直動モータの前記可動子と前記シャフトとを接続する部材の少なくとも一部である接続部材と、
前記接続部材に設けられ前記接続部材に加わる力に応じた出力をする力センサと、
前記力センサの出力を増幅させるアンプと、
前記アンプからの出力に含まれる周波数の成分のうち、遮断周波数より高い周波数の成分を低減させるローパスフィルタと、
前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、前記アンプからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出し、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触した後は、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出する制御装置と、
を備える、アクチュエータ。 a shaft;
A linear motion motor having a stator and a mover, wherein the mover moves parallel to the central axis of the shaft with respect to the stator of the linear motion motor, thereby moving the shaft in the direction of the central axis. a linear motion motor that moves to
a connection member that is at least part of a member that connects the mover and the shaft of the linear motion motor;
a force sensor that is provided on the connection member and outputs an output according to the force applied to the connection member;
an amplifier that amplifies the output of the force sensor;
a low-pass filter that reduces frequency components higher than a cutoff frequency among frequency components contained in the output from the amplifier;
Until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the load applied to the shaft is detected based on the output from the amplifier, and the shaft or the member attached to the shaft contacts the other member. a control device that detects the load applied to the shaft based on the output from the low-pass filter after contact with the
an actuator. シャフトと、
固定子及び可動子を有する直動モータであって、前記直動モータの前記固定子に対して前記可動子が前記シャフトの中心軸と平行に移動することにより、前記シャフトを前記中心軸の方向に移動させる直動モータと、
前記直動モータの前記可動子と前記シャフトとを接続する部材の少なくとも一部である接続部材と、
前記接続部材に設けられ前記接続部材に加わる力に応じた出力をする力センサと、
前記力センサの出力を増幅させるアンプと、
前記アンプからの出力に含まれる周波数の成分のうち、遮断周波数より高い周波数の成分を低減させるローパスフィルタと、
前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が他の部材に接触するまでは、接触した後よりも、前記遮断周波数を高くすることにより前記ローパスフィルタからの出力の位相遅れを小さくして、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記シャフトに加わる荷重を検出する制御装置と、
を備える、アクチュエータ。 a shaft;
A linear motion motor having a stator and a mover, wherein the mover moves parallel to the central axis of the shaft with respect to the stator of the linear motion motor, thereby moving the shaft in the direction of the central axis. a linear motion motor that moves to
a connection member that is at least part of a member that connects the mover and the shaft of the linear motion motor;
a force sensor that is provided on the connection member and outputs an output according to the force applied to the connection member;
an amplifier that amplifies the output of the force sensor;
a low-pass filter that reduces frequency components higher than a cutoff frequency among frequency components contained in the output from the amplifier;
Until the shaft or a member attached to the shaft contacts another member, the phase delay of the output from the low-pass filter is reduced by increasing the cut-off frequency compared to after the contact, and the low-pass filter a controller that detects the load applied to the shaft based on the output from
an actuator. 前記制御装置は、検出した前記荷重が閾値以上の場合に、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触したと判定する、
請求項１または２に記載のアクチュエータ。 The control device determines that the shaft or a member attached to the shaft has contacted the other member when the detected load is equal to or greater than a threshold.
The actuator according to claim 1 or 2. 前記制御装置は、前記シャフト又は前記シャフトに付随する部材が前記他の部材に接触した後は、検出した前記荷重が所定の荷重に近付くように前記直動モータをフィードバック制御する、
請求項１から３の何れか１項に記載のアクチュエータ。 After the shaft or a member attached to the shaft contacts the other member, the control device feedback-controls the linear motion motor so that the detected load approaches a predetermined load.
The actuator according to any one of claims 1 to 3. 前記シャフトは、その先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有し、
前記アクチュエータは、前記中空部に負圧を供給する供給部をさらに備え、
前記制御装置は、ピックアップ時において、前記フィードバック制御の実施中に、前記供給部から前記中空部に負圧を供給させる、
請求項４に記載のアクチュエータ。 The shaft has a hollow portion formed by hollowing the inside thereof on the distal end side thereof,
The actuator further comprises a supply section that supplies negative pressure to the hollow section,
The control device causes the supply unit to supply a negative pressure to the hollow portion while the feedback control is being performed at the time of pick-up.
The actuator according to claim 4. 前記シャフトは、その先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有し、
前記アクチュエータは、前記中空部に大気圧または正圧を供給する供給部をさらに備え、
前記制御装置は、プレイス時において、前記フィードバック制御の実施中に、前記供給部から前記中空部に大気圧または正圧を供給させる、
請求項４に記載のアクチュエータ。 The shaft has a hollow portion formed by hollowing the inside thereof on the distal end side thereof,
The actuator further comprises a supply section that supplies atmospheric pressure or positive pressure to the hollow section,
The control device causes the supply unit to supply atmospheric pressure or positive pressure to the hollow portion while the feedback control is being performed at the time of placement.
The actuator according to claim 4. 前記接続部材は、前記シャフトの前記中心軸の方向にずらして設けられる第一部材及び第二部材を有し、
前記力センサは、前記第一部材及び前記第二部材に夫々に設けられる同じ方向を向く互いに平行な面であって前記シャフトの前記中心軸と直交する面に夫々設けられるひずみゲージを含む、
請求項１から６の何れか１項に記載のアクチュエータ。 The connecting member has a first member and a second member that are provided offset in the direction of the central axis of the shaft,
The force sensor includes a strain gauge provided on a plane perpendicular to the central axis of the shaft, which is parallel to each other and faces the same direction and is provided on each of the first member and the second member.
The actuator according to any one of claims 1 to 6.
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